Секрет ловкости слоновьего хобота разгадан учеными

Команда инженеров, материаловедов и нейробиологов раскрыла ловкости слоновьего хобота, изучив строение тысячи усиков, покрывающих хобот от основания до кончика. Результаты исследования опубликовано в журнале Science.

С помощью микрокомпьютерной томографии и электронной микроскопии специалисты детально изучили структуру этих образований на хоботе азиатского слона, выяснив, что каждый усик, покрывающий хобот, имеет толстое, жесткое и круглое основание, которое пронизывают поры. При этом кончик — мягкий, плотный, упругий, имеет конусообразную форму с овальным сечением.

Отмечается, что такое постепенное изменение свойств называют функциональными градиентами. У слоновьих усиков выделяют три типа градиентов: по геометрии, по пористости и по жесткости. Компьютерное моделирование показало, что каждый градиент выполняет свою функцию. Так, конусообразная овальная геометрия усика усиливает его взаимодействие с поверхностями и текстурами, а также позволяет выбирать предпочтительные направления изгиба.

Переход от пористого основания к плотному кончику снижает массу усика и риск его поломки, а изменение жёсткости от основания к кончику даёт возможность изгибаться в разных направлениях, что позволяет слону оценивать расстояние до предметов, определять точки контакта усика с объектами и аккуратно манипулировать даже очень хрупкими объектами.

Таким образом, благодаря уникальным свойствам усиков на хоботе, слоны обладают исключительно развитым чувством осязания, несмотря на толстую кожу и не самое острое зрение.

Также сообщается, что открытые функциональные градиенты вдохновили ученых на разработку новых роботизированных сенсорных технологий. Исследовательская группа планирует использовать принципы строения слоновьих усиков для создания более чувствительных и адаптивных роботизированных систем.