המהנדס פרופסור פרנסואה בארת'אט בחן את המכניקה המאפשרת לסנפירים להיות גמישים וקשיחים בו זמנית, כאשר השרירים בבסיס מעניקים אדוות חלקות המפעילות כוח רב על סביבתן.
"אתה מקבל את היכולת הכפולה הזו שבה סנפירים יכולים להשתנות, ובכל זאת הם עדיין די נוקשים כשהם דוחפים מים", אמר.
"אם תסתכל על סנפיר, תראה שהוא עשוי מקרנים נוקשות רבות," אמר ברת'לט. "ניתן לתפעל כל אחת מהקרניים בנפרד בדיוק כמו האצבעות שלך, אבל יש 20 או 30 מהן בכל סנפיר."
הקרניים עשויות מחוטים מחולקים קרועים מינרליים הנקראים hemitrichs, המחוברים מקצה לקצה עם קולגן רך בהרבה, "מה שהופך אותם לאיזון המושלם בין קופצני וקשיח", לדברי האוניברסיטה.
משיכה על המטיטריך אחד ודחיפתה הבאה גורמת לקרן להתכופף.
הצוות השתמש בסימולציות מחשב ובמבנים מודפסים בתלת-ממד כדי להבין את הביומכניקה.
קרניים אמיתיות מפולחות לאורכן, והתברר שזה חשוב מכיוון שהיא משתנה מדי פעם בנוקשות.
קרניים מעוצבות עם נוקשות מתמדת לאורכן (תקין) התגלה נוקשה מדי מכדי לעבוד ביעילות, בעוד פילוח (למעלה משמאל) שיפור הפעולה.
"עד לאחרונה, הפונקציה של הקטעים האלה לא הייתה ברורה", אמר ברת'לט. "הקטעים, בעצם, יוצרים את הצירים הזעירים האלה לאורך הקרן."
"כשאתה מנסה לדחוס או למשוך את השכבות הגרמיות האלה, יש להן נוקשות גבוהה מאוד", המשיך. "זה קריטי כדי שהקרן תתנגד ותייצר כוחות הידרודינמיים הדוחפים את המים. אבל אם אתה מנסה לכופף שכבות גרמיות בודדות, הן תואמות מאוד, וחלק זה הוא קריטי כדי שהקרניים יתעוותו בקלות משרירי הבסיס. "
היכן ניתן להשתמש בידע זה?
כנפי מטוס גמישות, בתור התחלה, אמר ברתלט. "מטוסים עושים את זה עכשיו, במידה מסוימת, כשהם מורידים את הדשים, אבל זה בצורה נוקשה. כנף העשויה מחומרים משתנים, לעומת זאת, יכולה לשנות את צורתה באופן קיצוני יותר ורציף יותר, בדומה לציפור ".
הפרויקט רק גירד את פני השטח, אמר ברת'לט: "אנו אוהבים להתעדכן היכן שהביולוגים והזואולוגים הפסיקו, תוך שימוש ברקע שלנו במכניקת החומרים כדי לקדם את הבנתנו את המאפיינים המדהימים של עולם הטבע."
אוניברסיטת קולורדו בולדר עבדה עם האוניברסיטה הקתולית בלובן, אוניברסיטת סידני ו- MIT.
'פילוחים בסנפירים מאפשרים אמפליטודות מורפינג גדולות בשילוב קשיחות גמישה גבוהה לחומרים רובוטיים בהשראת דגים' מתאר את המחקר ב- Science Robotics-תשלום הנדרש עבור הנייר המלא.