Naučnici žele sistem oklopa morskog konjica preneti u robote kojima će omogućiti veću elastičnost udova.
Naučnici Univerziteta u Kaliforniji otkrili su da se rep morskog konjica može stisnuti na oko pola svoje veličine pre nego što dođe do trajnih oštećenja, te je zbog svoje strukture sastavljene od koščatih oklopnih ploča koje klize jedna uz drugu izuzetno fleksibilan.
Istraživači se nadaju kako će koristeći sličnu strukturu stvoriti fleksibilnu robotsku ruku opremljenu mišićima izrađenih od polimera koja se može koristiti u medicinskim uređajima, podvodnim istraživanjima te otkrivanju bombi i detonaciji bez pomoći ljudskog faktora. Inženjeri Univerziteta u Kaliforniji, predvođeni profesorima nauke o materijalima Joannom McKittrick i Marcom Meyersom, objavili su nalaze u časopisu Acta Biomaterialia.
McKittrick i Meyers tražili su bioinspiraciju pregledavajući oklop mnogih drugih životinja, uključujući oklopnike, aligatore i ljuske raznih riba. Ovaj put, posebno su tražili životinju koja je dovoljno fleksibilna za razvoj dizajna robotske ruke.
"Rep morskom konjicu predstavlja spas jer omogućuje životinji da se usidri na korale ili alge i tako sakrije od predatora“, rekao je Michael Porter, student doktorskih studija na Jacobs School of Engineering. "Ali niko nije promatrao rep i kosti morskog konjica kao oklop."
Većina grabežljivaca morskog konjica, uključujući morske kornjače, rakove i ptice, hvataju životinje tako da ih drobe. Inženjeri su želeli videti ponašaju li se ploče u repu kao oklop. Istraživači su uzeli segmente repova morskih konjica te ih komprimovali iz različitih uglova. Otkrili su da se rep mogao stisnuti za gotovo 50 posto svoje izvorne širine pre nego što je došlo do trajnog oštećenja. To je zato što je vezivno tkivo između koštanih ploča repa i zadnjih mišića nosilo većinu tereta premeštanja. Čak i kad je rep bio stisnut za čak 60 posto, kičma morskog konjica je zaštićena od trajnog oštećenja.
Istraživačka grupa naučnice McKittrick i naučnika Meyersa koristi jedinstvenu tehniku koja primenjuje niz hemikalija na materijale kako bi ih oslobodile proteinskih ili mineralnih komponenti. To im omogućuje bolje proučavanje strukture i svojstava materijala. Nakon tretiranja hemikalijama koščatih ploča u repu morskog konjica, otkrili su da je postotak minerala u pločama bio relativno nizak, 40 posto, u poređenju sa 65 posto u kravljoj kosti. Pločice su takođe sadržale 27 posto organskih spojeva, uglavnom proteina, i 33 posto vode. Tvrdoća ploče je varirala. Grebeni su bili najteži, verovatno za zaštitu u slučaju udaraca, oko 40 posto teži od poroznih slotova.
Rep morskog konjica obično se sastoji od 36 četvrtastih delova, a svaki se sastoji od četiri ugaone ploče u obliku slova L koji se progresivno smanjivao uzduž repa. Ploče su slobodno klizile i okretale se. Klizni zglobovi su omogućavali koščatim pločama klizanje jedne prema drugoj. Okretni zglobovi su slični kuglastom zglobu, sa tri stepena slobode obrta. Ploče su spojene sa pršljenovima pomoću debelih slojeva kolagenskog vezivnog tkiva. Zglobovi između pločica i pršljenova su izrazito fleksibilni sa gotovo šest stepeni slobode.
Sledeći korak je korišćenje 3D ispisa za stvaranje veštačkih koščatih ploča, koje bi onda trebale biti opremljene polimerima za delovanje poput mišića. Krajnji cilj je izgraditi robotsku ruku koja će biti jedinstveni hibrid između tvrdih i mekih robotskih uređaja.
Izvor: vidi.hr