엔지니어인 Francois Barthelat 교수는 주변 환경에 상당한 힘을 가하는 부드러운 잔물결을 전달하는 베이스의 근육과 함께 지느러미가 유연하고 동시에 뻣뻣해질 수 있도록 하는 역학을 조사해 왔습니다.
"지느러미가 변형될 수 있는 이 이중 기능을 얻을 수 있지만 물을 밀 때 여전히 상당히 뻣뻣합니다."라고 그는 말했습니다.
"지느러미를 보면 많은 뻣뻣한 광선으로 구성되어 있음을 알 수 있습니다."라고 Barthelat이 말했습니다. "각 광선은 손가락처럼 개별적으로 조작할 수 있지만 각 지느러미에는 20~30개가 있습니다."
대학에 따르면 광선은 훨씬 더 부드러운 콜라겐으로 가장자리에서 가장자리로 결합된 헤미트리치(hemitrichs)라고 불리는 단단한 광물화된 세그먼트 가닥으로 만들어지며 "탄력과 뻣뻣함 사이의 완벽한 균형을 이룬다"고 합니다.
하나의 hemitrich를 당기고 다음을 밀면 광선이 구부러집니다.
팀은 생체 역학을 이해하기 위해 컴퓨터 시뮬레이션과 3D 인쇄 구조를 사용했습니다.
실제 광선은 길이에 따라 분할되며 주기적으로 강성을 변경하기 때문에 이것이 중요하다는 것이 밝혀졌습니다.
길이에 따라 일정한 강성을 갖는 모델링된 광선(연락해주세요)는 효과적으로 작동하기에는 너무 뻣뻣한 것으로 판명되었지만 분할(왼쪽 위) 개선된 작동.
Barthelat은 “최근까지 이러한 세그먼트의 기능이 명확하지 않았습니다. "기본적으로 세그먼트는 광선을 따라 이러한 작은 경첩을 만듭니다."
"뼈가 있는 층을 압축하거나 잡아당기려고 하면 강성이 매우 높아집니다."라고 그는 계속했습니다. “이것은 광선이 물을 밀어내는 유체 역학적 힘에 저항하고 생성하는 데 중요합니다. 그러나 개별 뼈층을 구부리려고 하면 매우 순응적이며 이 부분은 기본 근육에서 광선이 쉽게 변형되는 데 중요합니다.”
이 지식은 어디에 사용될 수 있습니까?
유연한 항공기 날개는 우선 Barthelat이 말했습니다. “비행기는 플랩을 떨어뜨릴 때 어느 정도는 이렇게 하지만 엄격한 방식입니다. 반대로 모핑 재료로 만든 날개는 새처럼 훨씬 더 근본적이고 지속적인 방식으로 모양을 바꿀 수 있습니다.”
Barthelat은 이 프로젝트가 단지 표면을 긁었을 뿐이라고 말했습니다.
University of Colorado Boulder는 Catholic University of Louvain, University of Sydney 및 MIT와 협력했습니다.
'지느러미의 세분화는 물고기에서 영감을 받은 로봇 재료에 대한 높은 굴곡 강성과 결합된 큰 모핑 진폭을 가능하게 합니다'라고 Science Robotics의 연구에 대해 설명합니다.