Giáo sư kỹ sư Francois Barthelat đã nghiên cứu cơ chế cho phép các vây có thể linh hoạt và cứng đồng thời, với các cơ ở chân tạo ra những gợn sóng mịn có tác dụng lực đáng kể lên môi trường của chúng.
Ông nói: “Bạn có được khả năng kép này khi các vây có thể biến hình, nhưng chúng vẫn khá cứng khi đẩy nước.
Barthelat nói: “Nếu bạn nhìn vào một chiếc vây, bạn sẽ thấy rằng nó được tạo thành từ nhiều tia cứng. "Mỗi tia trong số đó có thể được điều khiển riêng lẻ giống như ngón tay của bạn, nhưng có 20 hoặc 30 tia trong mỗi vây."
Các tia này được tạo ra từ các sợi phân đoạn khoáng hóa cứng gọi là hemitrichs, nối liền nhau với collagen mềm hơn nhiều, "làm cho chúng trở thành sự cân bằng hoàn hảo giữa độ nảy và độ cứng", theo trường đại học.
Việc kéo theo một đường ngang và đẩy tiếp theo sẽ làm cho tia này bị uốn cong.
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng các mô phỏng trên máy tính và các cấu trúc in 3D để hiểu về cơ sinh học.
Các tia thực được phân đoạn dọc theo chiều dài của chúng, và điều này cho thấy điều này rất quan trọng vì nó thay đổi độ cứng theo chu kỳ.
Các tia được mô hình hóa với độ cứng không đổi dọc theo chiều dài của chúng (ngay) tỏ ra quá khó để hoạt động hiệu quả, trong khi phân đoạn (phía trên bên trái) hoạt động được cải thiện.
Barthelat nói: “Cho đến gần đây, chức năng của những phân đoạn đó vẫn chưa được rõ ràng. “Về cơ bản, các phân đoạn tạo ra những bản lề nhỏ này dọc theo ray.”
“Khi bạn cố gắng nén hoặc kéo các lớp xương đó, chúng có độ cứng rất cao,” ông tiếp tục. “Điều này rất quan trọng để tia này có thể chống lại và tạo ra các lực thủy động lực đẩy trên mặt nước. Nhưng nếu bạn cố gắng uốn cong từng lớp xương riêng lẻ, chúng rất tuân thủ, và phần đó rất quan trọng để các tia dễ dàng biến dạng khỏi các cơ cơ bản. "
Kiến thức này có thể được sử dụng ở đâu?
Barthelat cho biết: Đầu tiên là các cánh máy bay linh hoạt. “Máy bay làm điều này bây giờ, ở một mức độ nào đó, khi chúng thả cánh tà, nhưng đó là một cách cứng nhắc. Ngược lại, một chiếc cánh được làm từ vật liệu biến hình có thể thay đổi hình dạng một cách triệt để và liên tục, giống như một con chim ”.
Barthelat cho biết dự án mới chỉ dừng lại ở bề mặt: “Chúng tôi muốn tiếp tục nơi các nhà sinh vật học và động vật học đã bỏ đi, sử dụng kiến thức nền tảng của chúng tôi về cơ học vật liệu để nâng cao hiểu biết của chúng tôi về các đặc tính tuyệt vời của thế giới tự nhiên.”
Đại học Colorado Boulder đã làm việc với Đại học Công giáo Louvain, Đại học Sydney và MIT.
'Các phân đoạn trong vây cho phép biên độ biến đổi lớn kết hợp với độ cứng uốn cao cho vật liệu robot lấy cảm hứng từ cá' mô tả nghiên cứu trên Science Robotics - yêu cầu thanh toán cho toàn bộ bài báo.