Строение хвоста морского конька поможет разработать новую броню и роботизированные захваты
Международная команда исследователей опубликовала работу по изучению хвоста морского конька. Этот неожиданный для изучения объект оказался весьма интересным — его строение может помочь в создании улучшенной брони и одновременно — улучшенных роботизированных захватов. Всё дело в строении хвоста — он состоит из квадратных, а не круглых, сегментов.
Майкл Портер, ассистент-профессор из Клемсоновского университета, пояснил интерес к морским конькам: «Практически у всех животных хвост имеет круглое или овальное сечение –, но не у морского конька. Нам стало интересно, отчего это. Мы выяснили, что такое строение обеспечивает лучшую защиту и лучшие возможности по захватыванию предметов».
Конструкция, вдохновлённая морским коньком (кликабельно)
Кроме того, оказалось, что хвост такого строения одновременно получается жёстче, сильнее и прочнее на растяжение. Как поясняет Портер, обычно усиление любой из трёх характеристик ослабляет одну или две другие. Но не в этом случае. Ведь у квадратных пластин есть только одна степень свободы при движении — вдоль хвоста. Они не скручиваются, как круглые, поэтому выдерживают большие нагрузки.
Чтобы не мучить морских коньков, для своих исследований учёные распечатали упрощённые модели «хвостов» на 3D-принтере, и затем прилагали к ним различные усилия. Исследование основывалось на предыдущей работе Портера в сотрудничестве с Домиником Адрианосом, профессором эволюционной биологии, и другими учёными. Майкл пытается использовать синтез биологии и инженерного дела, чтобы как объяснять особенности живых организмов, так и создавать на их основе полезные людям устройства.
Квадратные сегменты позволяют хвосту, выступающему в роли захвата, удерживать предметы, создавая при этом больше точек соприкосновения –, а на раскручивание тратить меньше энергии. Форма сегментов и возможность скольжения друг относительно друга придаёт конструкции способность поглощать энергию, что делает её хорошей основой для брони.
Хвост морского конька обычно состоит из 36 квадратных сегментов, каждый из которых составлен из четырёх L-образных пластин, постепенно уменьшающихся к концу хвоста. Сегменты могут вращаться друг относительно друга или сдвигаться вдоль линии хвоста. Сочленения имеют форму шаровых соединений, в связи с чем у них есть три степени свободы.
