エンジニアのFrancoisBarthelat教授は、フィンの柔軟性と剛性を同時に実現し、基部の筋肉が滑らかな波紋を与えて環境にかなりの力を与えるメカニズムを研究しています。
「フィンが変形できるこの二重の機能を利用できますが、水を押すとまだかなり硬いです」と彼は言いました。
「フィンを見ると、それが多くの硬い光線でできていることがわかります」とBarthelat氏は述べています。 「これらの光線はそれぞれ、指のように個別に操作できますが、各フィンには20個または30個あります。」
大学によると、光線はヘミトリッヒと呼ばれる硬いミネラル化されたセグメント化されたストランドから作られ、はるかに柔らかいコラーゲンで端から端まで結合され、「弾力と硬さの完璧なバランスになっています」。
XNUMXつのヘミトリッヒを引っ張って次のヘミトリッヒを押すと、光線が曲がります。
チームは、コンピューターシミュレーションと3D印刷された構造を使用して、生体力学を理解しました。
実際の光線はその長さに沿ってセグメント化されており、剛性が周期的に変化するため、これが重要であることが明らかになりました。
長さに沿って一定の剛性を持つモデル化された光線（右）セグメンテーション（左上）操作の改善。
「最近まで、これらのセグメントの機能は明確ではありませんでした」とBarthelat氏は述べています。 「セグメントは、基本的に、光線に沿ってこれらの小さなヒンジを作成します。」
「これらの骨の層を圧縮または引っ張ろうとすると、非常に高い剛性があります」と彼は続けました。 「これは、光線が抵抗し、水を押す流体力を生成するために重要です。 しかし、個々の骨の層を曲げようとすると、それらは非常に順応性があり、その部分は、光線が骨格筋から簡単に変形するために重要です。」
この知識はどこで使用できますか？
柔軟な航空機の翼は、最初に、Barthelatが言った。 「飛行機は、フラップを落とすときにある程度これを行いますが、それは厳格な方法です。 対照的に、モーフィングマテリアルで作られた翼は、鳥のように、より根本的かつ継続的に形状を変えることができます。」
Barthelat氏は、このプロジェクトは表面を傷つけただけだと述べています。「生物学者や動物学者が中断したところを取り上げ、材料力学のバックグラウンドを使用して、自然界の驚くべき特性についての理解を深めたいと考えています。」
コロラド大学ボルダー校は、ルーヴァンカトリック大学、シドニー大学、MITと協力しました。
「フィンのセグメンテーションにより、魚に着想を得たロボット材料の高い曲げ剛性と組み合わされた大きなモーフィング振幅が可能になります」と、ScienceRoboticsの研究について説明しています。