Хвосты морского конька являются своеобразными придатками. В отличие от большинства животных, поперечное сечение хвоста морского конька имеет форму квадратной призмы, а не обычного цилиндра. Еще больше усиливая свою загадочность, морские коньки не используют свои хвосты для плавания, как это делают другие рыбы, а скорее как гигантские пальцы, используемые для закрепления на кораллах или выхватывания вкусных креветок, которые слишком близко отклоняются.
Связанный контент
- Странная форма морского конька делает его оружием скрытности
Хвост морского конька настолько своеобразен, что может стать преимуществом для области робототехники. Американские и бельгийские исследователи обращаются к необычной подсказке о том, как лучше разрабатывать гибкие, но надежные устройства для захвата. Как сообщают сегодня в журнале Science, творения, вдохновленные морскими коньками, могут найти применение в поисково-спасательных миссиях, промышленности, медицине и т. Д.
В то время как у ряда животных есть цепкие хвосты - обезьян, опоссумов и хамелеонов, и это лишь некоторые из них - хвост морского конька уникально силен. Доморощенные доспехи в виде пластин скелета покрывают тела морских коньков, включая хвост. Несмотря на жесткие материалы, хвост морского конька почти такой же гибкий, как и более плотные хвосты его обитателей, обитающих на суше.
«Природа делает вещи достаточно сильными, чтобы не ломаться, а затем достаточно гибкими, чтобы выполнять широкий спектр задач», - говорится в заявлении соавтора статьи Росса Хаттона, доцента по робототехнике в Университете штата Орегон. «Вот почему мы можем многому научиться у животных, которые вдохновят роботов следующего поколения».
Хаттон и его коллеги решили изучить хвосты морских коньков, в частности, потому что они подозревали, что странная квадратная структура, должно быть, возникла по какой-то причине и, возможно, наделяет этих животных некоторыми уникальными способностями. Чтобы проверить свою догадку, они создали компьютерные модели и трехмерные печатные изображения хвостов морских коньков, состоящих - как и те, которые встречаются в природе - из 36 квадратных сегментов, которые, в свою очередь, состоят из четырех L-образных пластин. В центре позвоночный столб удерживается на месте соединительной тканью.
Хвост морского конька, который больше используется для захвата, чем для передвижения, является одновременно гибким и уникально сильным. (Видео любезно предоставлено Домиником Адриансом, UGent)Они также создали цифровую и трехмерную печатную модель из перекрывающихся круглых структур - эквивалент того, как будет построен хвост морского конька, если он будет иметь форму, похожую на хвосты большинства других животных. Их цилиндрическое создание не похоже ни на что, встречающееся в природе, но создание его дало команде точку сравнения для проверки способностей квадратного хвоста.
Исследователи провели эксперименты на обеих моделях, в которых они применяли различные степени давления дробления и искажения. Они обнаружили, что в то время как цилиндрический хвост становится мягким и повреждается, если прикладывается достаточное усилие, квадратный хвост сглаживается, позволяя его костным пластинкам скользить мимо друг друга, отклоняя повреждение от позвоночного столба и давая ему способность поглощать больше энергии перед Это сломано.
Этот механический трюк дает хвосту морского конька силу противостоять челюстям некоторых потенциальных хищников, а также эластичность, позволяющую быстро и почти без усилий развернуться на месте после того, как он был раскручен. Кроме того, по сравнению с круглым хвостом у квадратного хвоста больше точек контакта с поверхностями, которые он захватывает, что позволяет ему быть более ловким захватным устройством. Круглый хвост имел больший диапазон движения, но это преимущество достигалось ценой прочности и долговечности.
Модели цилиндрического хвоста, левого и квадратно-призматического хвоста. (Майкл М. Портер, Клемсонский университет) В руках людей хвост робота-морского конька может быть благом для безопасной навигации по узким расщелинам в теле человека и последующего выполнения операции или для исследования трещин разрушенного здания и удаления мусора, блокирующего спасение жертвы. Эти приложения, однако, вероятно, через несколько лет будут реализованы.
Тем временем, команда, по крайней мере, разгадала загадку, почему морские коньки имеют квадратные истории. Как отмечается в документе, «инженерные разработки являются удобным средством для ответа на неуловимые биологические вопросы, когда биологические данные отсутствуют или их трудно получить».
