海马有不寻常的尾巴,现在研究人员使用了3D打印机来创建独特的附属模型,以测试其结构。这样做导致了一个令人惊讶的发现,该发现可能会对技术产生极大的影响。
海马尾巴由一系列正方形棱镜组成,由关节连接,尾部的每个段都由骨板保护。这是一种非常不相同的形状,因为大多数动物的尾部段是圆柱形的。
俄勒冈州立大学的研究人员与克莱姆森州立大学的同事一起想知道这些尾巴的这种平方形状是否为水生动物提供了优势。为此,他们创建了海马独特尾巴的模型,以及附属物的理论圆柱版本。每个对象都会承受物理压力,包括坠入其他对象。
“人类工程师倾向于建造僵硬的事物,因此可以轻松控制它们。但是自然界使事情变得足够强大,不打破,然后足够灵活地完成了各种各样的任务。这就是为什么我们可以从动物中学到很多东西,从而激发下一代的机器人技术,”说俄勒冈州立大学工程学院的罗斯·哈顿(Ross Hatton)。
海马是一种鱼类,但它们无法进行动力游泳。取而代之的是,他们使用尾巴牢固地掌握在海藻等物体上。在锚定的同时,这些生物消耗了靠近栖息的小食物。研究人员发现,尾巴结构的异常形状具有极大的灵活性,并且比附属物的圆形版本更好地恢复其正常形状。这种形状还使海马难以压碎,从而增加了自然防御能力。当一起按下时,骨板相互滑动,吸收能量。
其他国防系统以及生物医学可以从新研究中受益。一种可能性是进行腹腔镜手术,其中将设备放在患者的小切口中,以进行体内其他地方的维修。
搜索和救援机器人也可以从带有方形段的尾部或手臂中受益,因为这些四肢既强大又灵活,因此在通过碎片或其他敌对环境中搜索的机械设备中,每个理想的特征都具有理想的特征。
克莱姆森大学的迈克尔·波特(Michael Porter),“我们还没有在应用程序方面走得更远,但是我们看到了这款设备的潜力,因为它是如此独特。”说。
杂志中详细介绍了3D打印的海马尾巴和对其独特结构的检查科学。
照片:Alex Griffioen |Flickr