ศาสตราจารย์ Francois Barthelat วิศวกรได้ตรวจสอบกลไกที่ทำให้ครีบมีความยืดหยุ่นและแข็งทื่อได้พร้อมๆ กัน โดยที่กล้ามเนื้อที่ฐานจะทำให้เกิดคลื่นเรียบซึ่งส่งแรงกระทำต่อสิ่งแวดล้อมอย่างมาก
"คุณได้รับความสามารถสองประการนี้ซึ่งครีบสามารถปรับเปลี่ยนได้ แต่ก็ยังค่อนข้างแข็งเมื่อกดน้ำ" เขากล่าว
“ถ้าคุณดูที่ครีบ คุณจะเห็นว่ามันประกอบด้วยกระเบนแข็งจำนวนมาก” บาร์เธลัตกล่าว “รังสีแต่ละอันสามารถจัดการแยกกันได้เหมือนกับนิ้วของคุณ แต่มีพวกมันอยู่ 20 หรือ 30 ตัวในแต่ละครีบ”
รังสีถูกสร้างขึ้นจากเส้นแบ่งแร่แข็งที่เรียกว่า hemitrichs ซึ่งเชื่อมต่อจากขอบจรดขอบด้วยคอลลาเจนที่อ่อนนุ่มกว่ามาก "ทำให้พวกเขามีความสมดุลที่สมบูรณ์แบบระหว่างการเด้งและแข็ง" ตามที่มหาวิทยาลัยกล่าว
การดึงเฮมิทริชหนึ่งอันแล้วดันไปที่อันถัดไปจะทำให้รังสีโค้งงอ
ทีมใช้การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์และโครงสร้างที่พิมพ์ 3 มิติเพื่อทำความเข้าใจชีวกลศาสตร์
รังสีจริงจะถูกแบ่งส่วนตามความยาว และปรากฏว่านี่เป็นสิ่งสำคัญเนื่องจากจะแปรสภาพความแข็งเป็นระยะ
รังสีจำลองที่มีความแข็งคงที่ตลอดความยาว (ขวา) พิสูจน์แล้วว่าแข็งเกินไปที่จะทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในขณะที่การแบ่งส่วน (ด้านบนซ้าย) ปรับปรุงการทำงาน
Barthelat กล่าวว่า "ก่อนหน้านั้น หน้าที่ของเซ็กเมนต์เหล่านั้นยังไม่ชัดเจน "โดยพื้นฐานแล้วส่วนต่างๆจะสร้างบานพับเล็ก ๆ เหล่านี้ตามแนวรังสี"
“เมื่อคุณพยายามบีบอัดหรือดึงชั้นกระดูกเหล่านั้น พวกมันจะมีความแข็งสูงมาก” เขากล่าวต่อ “นี่เป็นสิ่งสำคัญสำหรับรังสีในการต้านทานและผลิตแรงทางอุทกพลศาสตร์ที่ดันน้ำ แต่ถ้าคุณพยายามดัดชั้นกระดูกแต่ละชั้น มันจะเข้ากันได้ดี และส่วนนั้นก็มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อรังสีที่จะเปลี่ยนรูปได้ง่ายจากกล้ามเนื้อพื้นฐาน”
ความรู้นี้จะนำไปใช้ที่ไหน?
ปีกเครื่องบินที่ยืดหยุ่นได้สำหรับการเริ่มต้น Barthelat กล่าว “ตอนนี้เครื่องบินทำเช่นนี้ ในระดับหนึ่ง เมื่อพวกเขาทำแผ่นพับหลุด แต่นั่นก็เป็นวิธีที่เข้มงวด ในทางกลับกัน ปีกที่ทำจากวัสดุที่แปรสภาพสามารถเปลี่ยนรูปร่างได้อย่างรุนแรงและต่อเนื่องในลักษณะเดียวกับนก”
โครงการนี้มีเพียงแค่รอยขีดข่วนบนพื้นผิวเท่านั้น Barthelat กล่าว "เราชอบที่จะเลือกจุดที่นักชีววิทยาและนักสัตววิทยาทิ้งไว้ โดยใช้ภูมิหลังของเราในด้านกลไกของวัสดุเพื่อทำความเข้าใจคุณสมบัติอันน่าทึ่งของโลกธรรมชาติ"
มหาวิทยาลัยโคโลราโด โบลเดอร์ทำงานร่วมกับมหาวิทยาลัยคาธอลิก Louvain, มหาวิทยาลัยซิดนีย์ และ MIT
'การแบ่งส่วนในครีบทำให้เกิดแอมพลิจูด morphing ขนาดใหญ่รวมกับความแข็งดัดสูงสำหรับวัสดุหุ่นยนต์ที่ได้รับแรงบันดาลใจจากปลา' อธิบายการวิจัยใน Science Robotics - การชำระเงินที่จำเป็นสำหรับเอกสารฉบับเต็ม