273 подписчика
Это интересно!
Слоновий хобот давно считают одним из самых чувствительных органов в мире животных, но новое исследование добавило к этому списку ещё один поразительный факт. Выяснилось, что усы на хоботе работают как самостоятельная система анализа прикосновений. Их конструкция буквально "подсказывает" мозгу, где произошёл контакт.
Как устроены усы на хоботе слона.
Учёные под руководством доктора Эндрю Шульца применили микрокомпьютерную томографию и подробно изучили строение усов. Они оказались толстыми, лезвиевидными, с уплощённым сечением и полым основанием. Такая форма делает их одновременно прочными и относительно лёгкими.
Пористая структура напоминает рога и копыта. Это снижает вес и защищает усы от повреждений, ведь слон ежедневно перебирает и поедает сотни килограммов травы, веток и плодов. Тактильная чувствительность при этом сохраняется на высоком уровне.
Главным открытием стал градиент жёсткости: у основания ус твёрдый, а к кончику становится мягче и эластичнее. Это сочетание материалов создаёт особый характер вибрации при соприкосновении с предметами.
Чтобы проверить гипотезу, исследователи напечатали увеличенную модель уса на 3D-принтере и протестировали её на различных поверхностях. По вибрациям можно было определить, какая часть конструкции коснулась объекта — жёсткая или мягкая. Компьютерное моделирование подтвердило: именно распределение жёсткости позволяет точно определять точку контакта.
Благодаря этому слон может аккуратно поднять даже крошечный арахис и не раздавить хрупкую кукурузную чипсу. Такая чувствительность особенно важна для крупных животных, которым нужно точно дозировать силу при манипуляциях.
Перспективы для робототехники.
Принцип, обнаруженный в природе, уже заинтересовал инженеров. Если сенсор получает часть информации за счёт собственной конструкции, снижается нагрузка на вычислительные системы. Такой подход называют "воплощённым интеллектом".
В робототехнике это может использоваться при создании тактильных датчиков для промышленных манипуляторов, медицинских инструментов и сервисных роботов. Конструкция материала способна заменить часть сложных алгоритмов.
Что же такое "воплощённый интеллект"?
Это принцип, при котором форма и материал устройства участвуют в обработке информации. Такие сенсоры могут быть использованы в робототехнике, медицине, промышленности и сервисных системах.
Так что, природа часто закладывает часть обработки сигнала прямо в структуру органа, и хобот слона — яркий тому пример, подобные механизмы встречаются у разных видов, но у слонов они достигли особой точности.
2 минуты
3 марта