iPon Hírek

A csikóhal farka adja a mintát a legújabb robotkarokhoz

Dátum | 2013. 08. 29.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

A csikóhal farkát eredeti átmérője felére össze lehet nyomni, mielőtt maradandó károsodást szenvedne. A Kaliforniai Egyetem kutatóinak vizsgálata szerint a szerv flexibilitását annak sajátos szerkezete adja: csontos, megerősített lemezekből áll, amelyek képesek egymás mellett elcsúszni. A szakértők azt remélik, hogy a struktúra lemásolása révén hajlékony, polimer „izmokkal” ellátott robotkarokat tudnak majd építeni, amelyeket aztán többek közt orvosi beavatkozások, mélytengeri felfedezőutak, illetve robbanószerkezetek hatástalanítása során lehetne használni. A Joanna McKittrick és Marc Meyers vezette kutatócsoport más állatokat is megvizsgált a cél érdekében, remélve, hogy azok flexibilis „páncélja” megoldást jelenthet a hajlékony robotok építése során felmerülő mérnöki problémákra, de végül a csikóhal sajátos farkának „lemásolása” mellett döntöttek.

A csikóhal farka rendkívül fontos szerepet tölt be az állat életében, hiszen a fogószervként használt, pörgén csavarodó farokkal horgonyozza ki magát a hínár vagy az angolnafű szárához, így egyrészt elrejtőzik a ragadozók elől, másrészt maga is zsákmányra les. Mostanáig azonban senki nem vizsgálta meg tüzetesebben a roppant érdekes kinézetű halak farkát. A csikóhal fő ragadozói, a tengeri teknősök, rákok és különféle madarak a hal testének összeroppantása révén pusztítják el az állatot. A kutatók kíváncsiak voltak rá, hogy milyen mértékű ilyen jellegű igénybevételt bír ki a farokrész, ezért különböző irányokból próbálták azt összenyomni. Kiderült, hogy a szerv eredeti átmérője csaknem felére összenyomható, mielőtt komoly károsodást szenvedne. Ennek oka a csontok egymás melletti elcsúszása mellett az ezeket összekötő, és a gerincet körülvevő kötőszöveti részek rugalmassága. A deformáció során főként ezek váltanak alakot, és a gerinc még a farok 60 százalékos összenyomása esetén is védve van az erőhatásoktól.

A szakértők egy különleges vegyszeres eljárással a minták egy részét a fehérjekomponensektől, a másik felét pedig az ásványi összetevőktől tisztították meg. Ilyen módon alaposabban tudták tanulmányozni az anyagok különféle szinteken megjelenő strukturális sajátosságait, illetve egyéb jellegzetességeit. A csikóhal farkában található csontos lemezekben az ásványi összetevők aránya relatíve alacsonynak mutatkozott, mindössze 40 százalék volt a szarvasmarha csontjára jellemző 65 százalék helyett. A lemezekben 27 százalékban szerves anyagok ─ főként fehérjék ─ is jelen voltak, illetve 33 százalékban vizet tartalmaztak. A lemezek keménysége változatosnak bizonyult, a tüskéknél nagyjából 40 százalékkal keményebbek voltak, mint a belül fekvő vájati részen, amely puha, porózus szerkezete révén hatékonyabban képes elnyelni a becsapódások energiáját. A halak farka 36 négyzetes keresztmetszetű részegységből épül fel, amelyek mindegyike négy darab, L alakú részből áll. Ezek azon kívül, hogy elcsúsznak egymás mellett, enyhén el is tudnak fordulni. A lemezeket vastag, kollagénekben gazdag kötőszövet választja el a farok belsejében futó gerincoszloptól, amely szintén rendkívül hajlékony. A kutatás következő szakaszában a szakértők 3D nyomtatással mesterséges csontlemezeket terveznek létrehozni, majd polimer izmokkal látják el a struktúrát. A végeredményül kapott robotkar átmenetet jelent majd a kemény és lágy robotikus szerkezetek közt, és a legkülönbözőbb feladatok ellátására lesz alkalmas.
Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!

Eddigi hozzászólások

1. nyerek01
2013.09.02. 10:52
3d nyomtatás csak elfog terjedni, már mindenhol olvasni róla. Ez a hír pedig egy tipikus példa arra hogy a mérnököknek, tervezőknek egyetlen ötletforrásra van szükségük: Természet.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!