タツノオトシゴの尾は独特の付属物です。 ほとんどの動物とは異なり、タツノオトシゴの尾の断面は、通常の円柱ではなく、四角柱のような形をしています。 さらに神秘性を増すタツノオトシゴは、他の魚のように尾を泳ぐのではなく、サンゴに固定したり、近くに迷い込んだおいしいエビを捕まえるのに使用する巨大な指として使用します。
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タツノオトシゴの尾は非常に特異なため、ロボット工学の分野の資産になる可能性があります。 アメリカ人とベルギー人の研究者は、柔軟だが強力な把持装置をより良く設計する方法についての手がかりを奇妙な端に向けています。 彼らが今日Scienceで報告しているように、タツノオトシゴにインスパイアされた作品は、捜索救助ミッション、産業、医学などで用途を見つけることができます。
いくつかの動物には、猿、オポッサム、カメレオンなどのつかみやすい尾がありますが、タツノオトシゴの尾は非常に丈夫です。 骨格プレートの形をした自家製の鎧は、タツノオトシゴの体をカバーします。 しかし、硬い素材にもかかわらず、タツノオトシゴの尾は、その土地に住む対応物の肉付きの尾とほぼ同じくらい柔軟です。
オレゴン州立大学のロボット工学の助教授である論文の共著者であるロス・ハットンは、声明の中で、「自然は、物事を壊さない程度に強くし、その後、幅広い範囲または作業を行うのに十分な柔軟性を与えます」と述べています。 「だからこそ、次世代のロボットを刺激する動物から多くのことを学ぶことができます。」
ハットンと彼の同僚は、特にタツノオトシゴの尾を研究することにしました。なぜなら、奇妙な正方形の構造は何らかの理由で進化したのではないかと疑われ、おそらくそれらの動物にいくつかのユニークな能力を吹き込んだからです。 テストに参加するために、彼らはコンピューターモデルと、自然界に見られるようなタツノオトシゴの尾の3Dプリント表現を作成しました。これは36個の正方形のセグメントで、4つのL字型プレートで構成されています。 中央では、脊柱は結合組織によって所定の位置に保持されています。
運動よりもつかむために使用されるタツノオトシゴの尾は、柔軟性があり、非常に強力です。 （ビデオ提供：UGent Dominique Adriaens）彼らはまた、他のほとんどの動物の尾のような形をしたタツノオトシゴの尾がどのように構築されるかに相当する、重なり合う丸い構造で作られたデジタルおよび3D印刷モデルを作成しました。 それらの円筒形の作成は、自然界で見られるものとは異なりますが、作成することで、スクエアテールの能力をテストするための比較ポイントをチームに与えました。
研究者は両方のモデルで実験を実行し、さまざまな程度の押しつぶしと変形の圧力をかけました。 彼らは、十分な力が加えられると円筒形の尾が滑らかになり損傷するのに対し、角の尾が骨板が互いにすべるように滑ることにより平らになり、脊柱から損傷を逸らし、より多くのエネルギーを吸収する能力を与えることを発見しました壊れています。
この機械的な仕掛けにより、タツノオトシゴの尾に、一部の捕食者の顎に耐える強さと、解かれた後、素早く簡単に適所に戻る弾力性が与えられます。 さらに、円形の尾に比べて、正方形の尾は、つかむ表面との接触点が多く、より器用な把持装置になります。 ラウンドテールの可動範囲は広くなりましたが、強度と耐久性が犠牲になりました。
円筒形の尾、左、および角柱の尾のモデル。 （クレムソン大学、マイケルMポーター） 人間の手では、ロボットのタツノオトシゴの尾は、人体の狭い隙間を安全にナビゲートして手術を行うため、または崩壊した建物の割れ目を探索し、犠牲者の救助を妨げる破片を取り除くための恩恵になる可能性があります。 ただし、これらのアプリケーションは実現されるまでに数年かかる可能性があります。
それまでの間、チームは少なくともタツノオトシゴが四角い物語を持っている理由の謎を解きました。 彼らが論文で指摘しているように、「工学設計は、生物学的データが存在しないか取得が困難な場合に、とらえどころのない生物学的質問に答える便利な手段です。」
