عقرب ها مفاصل عجیبی دارند که می توانند همزمان خم و پیچ خورده شوند

توسط کریستا لسته لاسر

دم های عقرب به لطف اتصالات غیرمعمول می توانند همزمان بپیچند و خم شوند که می تواند الهام بخش انواع جدیدی از روبات ها باشد.

تجزیه و تحلیل دقیق از دم عقرب نشان می دهد که لولا آن به طور همزمان به شیوه ای شبیه به لولا درب و یک چرخ نخ ریسی حرکت می کند و ضربه های بسیار دقیقی را ایجاد می کند ، در حالی که به بافت های بدن اجازه می دهد از ساختار توخالی آن عبور کنند.

آلیس گونتر از دانشگاه روستوک آلمان می گوید: “هیچکس قبلاً چنین مفصلی را ندیده بود ، بنابراین واقعاً عالی است.”

گونتر و همکارانش پس از بررسی ده ها عقرب به نمایندگی از 16 گونه ، اسکن توموگرافی کامپیوتری (CT) پنج قسمت دم از یک زن بالغ پرورش یافته از آزمایشگاه را انجام دادند. مزوبوتوس گچ عقرب ، گونه ای با دم معمولی برای اکثریت قریب به اتفاق عقرب ها. آنها از این تصاویر برای ایجاد مدلهای دیجیتالی و چاپ سه بعدی استفاده کردند که نماهای کاربردی تری از مفصل دم عنکبوت ، که 400 میلیون سال پیش به شکل فعلی خود در آمده است ، ارائه می دهند.

آنها دریافتند که چهار قسمت اول دارای طراحی غیر معمول است. یک سر هر قسمت دارای دو خوشه کوچک شبیه به دستگیره است که به نظر می رسد در یک سوکت اضافی برای ایجاد یک اتصال پایدار وارد شده اند. در عوض ، دسته ها در قسمت اتصال به یک لبه گرد پیچ ​​می شوند. از آنجا که سیستم ثابت نیست ، قطعات می توانند در امتداد آن لبه مانند یک ریل حرکت کنند و بچرخند.

فقط قسمت پنجم – قسمتی که نیش دارد – دارای حفره هایی از مفاصل گانگلیون است. گونتر می گوید مفصل نیش خم شده اما پیچ خورده نیست.

از آنجا که عقرب ها دارای اسکلت بیرونی هستند ، دم آنها لوله ای بلند و مفصلی ایجاد می کند که از طریق آن ماهیچه ها ، اعصاب و حتی روده ها در قسمت چهارم تا مقعد عبور می کنند.

گونتر می گوید که این امر دم را منحصر به فرد می کند زیرا اندام های دیگر حیوانات را انجام می دهد – مانند شکار و حفاری – در حالی که سیستم های اصلی حیات را در بر می گیرد. به این ترتیب ، طراحی دم می تواند برای صنایعی که به حرکت مایعات از طریق بازوهای مفصل نیاز دارند ، بسیار جالب توجه باشد.

فابریزیو اسکارپا از دانشگاه بریستول انگلستان ، که در این زمینه مشارکت نداشت ، می گوید: پزشکان و جراحان می توانند از طریق این دستگاه ها درمان های هدفمند را به قسمت های خاصی از بدن ارائه دهند ، یا کابل ها و سایر تجهیزات حساس در داخل روبات های مفصلی محافظت شوند. کار

با این حال ، Scarpa می گوید ، جنبه لوله به اندازه مکانیک خود اتصالات هیجان انگیز نیست. او می گوید: “از نظر من ، آنچه واقعاً جالب است این مکانیزم پیچش و خم شدن منحصر به فرد است ، زیرا بسیار قوی است.”

او می گوید که می تواند در رباتیک نرم ، جایی که روبات ها با مواد انعطاف پذیر ساخته می شوند ، و در هوانوردی ، مانند تغییر بال هواپیماها که با تغییر شکل به نیروهای هوایی واکنش نشان می دهند ، هواپیما را در هوا نگه دارد.

مرجع مجله: مجله رابط انجمن رویال، DOI: 10.1098/rsif.2021.0388

عضویت در Wild Wild Life ، یک خبرنامه ماهانه رایگان که از تنوع و علم حیوانات ، گیاهان و دیگر ساکنان عجیب و شگفت انگیز زمین تجلیل می کند.