https://frosthead.com

Zašto morske konje imaju četvrtaste repove

Repovi morskog konja osebujni su dodaci. Za razliku od većine životinja, presjek repa morskog konja oblikovan je poput kvadratne prizme umjesto uobičajenog cilindra. Dodatno povećavajući svoju mističnost, morske konjići ne koriste repove za plivanje, kao što to čine druge ribe, već kao divovski prsti koji se koriste za sidrenje na koralju ili ugrađivanje ukusnih škampi koji su zalutali preblizu.

Povezani sadržaj

  • Neobičan oblik morskog konja čini ga oružjem nevidljivosti

Rep morskog konja toliko je idiosinkratski da bi mogao biti prednost u području robotike. Američki i belgijski istraživači obraćaju se neobičnim tragovima za tragove o tome kako bolje dizajnirati fleksibilne, ali snažne prijemne uređaje. Kako danas izvještavaju u Scienceu, kreacije nadahnute morskim konjima mogle bi pronaći primjenu u misijama za potragu i spašavanje, industriji, medicini i mnogim drugim.

Iako jedan broj životinja ima repove prije odmazde - majmuni, opossumi i kameleoni, da ih napišemo samo nekoliko - rep morskog konja jedinstveno je jak. Domaći oklop u obliku kosturnih ploča pokriva tijela morskih konja - uključujući i rep. Unatoč krutim materijalima, rep morskog konja gotovo je toliko fleksibilan kao i mesnati repovi njegovih kopna u kojima žive.

"Priroda čini stvari dovoljno jakim da se ne raspadnu, a zatim dovoljno fleksibilne da mogu vršiti širok raspon ili zadatke", kaže koautor papira Ross Hatton, docent robotike na Sveučilištu Oregon State, u izjavi. "Zato možemo puno naučiti od životinja koje će nadahnuti robote sljedeće generacije."

Hatton i njegovi kolege odlučili su proučavati repove morskog konja, posebno zato što su sumnjali da se čudna četvrtasta struktura sigurno razvila s razlogom i možda te životinje preuzima s nekim jedinstvenim sposobnostima. Kako bi testirali svoje znanje, izradili su računalne modele i trodimenzionalne tiskane prikaze repova s ​​morskim konjima, sastavljenih - poput onih nađenih u prirodi - od 36 kvadratnih segmenata, koji zauzvrat čine četiri ploče u obliku slova L. U sredini se kralježnički stup drži na mjestu pomoću vezivnog tkiva.

Koriste se više za hvatanje nego za kretanje, repovi morskog konja fleksibilni su i jedinstveni. (Video ljubaznošću Dominique Adriaens, UGent)

Također su stvorili digitalni i trodimenzionalni tiskani model izrađen od preklapajućih okruglih struktura - ekvivalent tome kako bi se gradio rep morskog konja ako bi bio oblikovan poput repova većine drugih životinja. Njihova cilindrična kreacija ne razlikuje se od svega što se nalazi u prirodi, ali njihovo stvaranje omogućilo je timu točku usporedbe za testiranje sposobnosti kvadratnog repa.

Istraživači su izveli eksperimente na oba modela u kojima su primjenjivali različite stupnjeve tlaka drobljenja i izobličenja. Otkrili su da, iako se cilindrični rep glatko i oštećuje ako se primijeni dovoljno sile, kvadratni rep izravnava se dopuštajući njegovim koštanim pločama da kliznu jedno pokraj drugog, odvlačeći štetu od kralježnice i pružajući mu sposobnost da apsorbira više energije prije Slomljeno je.

Ovaj mehanički trik daje morskom konju repu snagu da izdrži čeljusti nekih potencijalnih grabežljivaca, kao i elastičnost da se brzo i gotovo bez napora vrate na svoje mjesto nakon što se otkine. Štoviše, u usporedbi s kružnim repom, kvadratni rep uživa u više dodirnih točaka s površinama na koje se hvata, što mu omogućava da bude spretniji uređaj za hvatanje. Okrugli rep imao je veći raspon pokreta - ali ta prednost je dolazila po cijeni snage i izdržljivosti.

Modeli cilindričnog repa, lijevo i repa s kvadratnom prizmom. (Michael M Porter, Sveučilište Clemson)

U rukama ljudi robotizirani rep morskog konja mogao bi predstavljati blagodat za sigurno kretanje kroz uske pukotine u ljudskom tijelu i obavljanje operacija ili za istraživanje krakova srušene zgrade i uklanjanje krhotina koje sprečavaju spas žrtve. Te će aplikacije, međutim, vjerojatno biti još mnogo godina od realizacije.

U međuvremenu, tim je barem riješio zagonetku zašto morske konje imaju četvrtaste priče. Kao što napominju u radu, "inženjerski dizajni su prikladni načini da odgovore na neuhvatljiva biološka pitanja kada biološki podaci ne postoje ili ih je teško dobiti."

Zašto morske konje imaju četvrtaste repove