Mühendis Profesör Francois Barthelat, yüzgeçlerin aynı anda hem esnek hem de sert olmasını sağlayan mekanizmayı inceliyor; tabandaki kaslar, çevrelerine kayda değer bir kuvvet uygulayan yumuşak dalgalar sağlıyor.
"Yüzgeçlerin dönüşebildiği bu ikili yeteneğe sahip oluyorsunuz, ancak yine de suyu ittiklerinde hala oldukça sertler" dedi.
Barthelat, "Eğer bir yüzgeci incelerseniz, onun pek çok sert ışından oluştuğunu görürsünüz" dedi. "Bu ışınların her biri tıpkı parmaklarınız gibi ayrı ayrı hareket ettirilebilir, ancak her yüzgeçte bunlardan 20 veya 30 tane var."
Üniversiteye göre ışınlar, hemitrich adı verilen sert mineralize parçalı şeritlerden oluşuyor ve uçtan uca çok daha yumuşak kolajenle birleşiyor, bu da onları "kabarık ve sert arasında mükemmel bir denge haline getiriyor".
Bir hemitrichi çekip diğerini itmek ışının bükülmesine neden olur.
Ekip, biyomekaniği anlamak için bilgisayar simülasyonları ve 3 boyutlu baskılı yapılar kullandı.
Gerçek ışınlar uzunlukları boyunca bölümlere ayrılır ve sertliği periyodik olarak değiştirdiği için bunun önemli olduğu ortaya çıktı.
Uzunlukları boyunca sabit sertliğe sahip modellenmiş ışınlar ( krallar gibi yaşamaya) etkili bir şekilde çalışamayacak kadar katı olduğu ortaya çıkarken, segmentasyon (sol üstte) geliştirilmiş çalışma.
Barthelat, "Yakın zamana kadar bu segmentlerin işlevi net değildi" dedi. "Bölümler aslında ışın boyunca bu küçük menteşeleri yaratıyor."
"Bu kemikli katmanları sıkıştırmaya veya çekmeye çalıştığınızda çok yüksek bir sertliğe sahip oluyorlar" diye devam etti. "Bu, ışının direnmesi ve suyu iten hidrodinamik kuvvetler üretmesi için kritik öneme sahiptir. Ancak kemik katmanlarını tek tek bükmeye çalışırsanız çok esnek olurlar ve bu kısım, ışınların taban kaslarından kolayca deforme olması açısından kritik öneme sahiptir."
Bu bilgi nerede kullanılabilir?
Barthelat, başlangıç olarak esnek uçak kanatlarının olduğunu söyledi. “Uçaklar artık flaplarını düşürdüklerinde bunu bir dereceye kadar yapıyorlar ama bu katı bir şekilde. Buna karşılık, şekil değiştiren malzemelerden yapılmış bir kanat, tıpkı bir kuş gibi, şeklini daha radikal ve sürekli bir şekilde değiştirebiliyor."
Barthelat, projenin yalnızca yüzeyini çizdiğini söyledi: "Doğal dünyanın şaşırtıcı özelliklerine ilişkin anlayışımızı ilerletmek için malzemelerin mekaniği konusundaki geçmişimizi kullanarak biyologların ve zoologların bıraktığı yerden devam etmeyi seviyoruz."
Colorado Boulder Üniversitesi, Louvain Katolik Üniversitesi, Sidney Üniversitesi ve MIT ile birlikte çalıştı.
Science Robotics dergisindeki araştırma, 'Yüzgeçlerdeki segmentasyonlar, balıktan ilham alan robotik malzemeler için yüksek bükülme sertliği ile birlikte büyük geçiş genliklerine olanak tanıyor' şeklinde tanımlanıyor; makalenin tamamı için ödeme yapılması gerekiyor.