تحقیقات جدید موسسه فناوری جورجیا نشان می دهد که فیل ها سوراخ های بینی خود را گشاد می کنند تا فضای بیشتری در تنه خود ایجاد کنند و به آنها اجازه می دهد تا 9 لیتر آب ذخیره کنند. آنها همچنین می توانند سه لیتر در ثانیه مکش کنند – سرعتی 30 برابر سریعتر از عطسه انسان (150 متر در ثانیه/330 مایل در ساعت).
مطالعه کالج مهندسی فناوری جورجیا به دنبال درک بهتر فیزیک نحوه استفاده فیل ها از تنه برای حرکت و دستکاری هوا ، آب ، غذا و سایر اجسام بود. آنها همچنین به دنبال این بودند که آیا مکانیک ها می توانند الهام بخش ایجاد ربات های کارآمدتری باشند که از حرکت هوا برای نگه داشتن و جابجایی اشیا استفاده می کنند.
در حالی که اختاپوس از جت های آب برای جابجایی استفاده می کند و ماهی های کماندار آب را برای صید حشرات از سطح بالا پرتاب می کنند ، محققان Georgia Tech دریافتند که فیل ها تنها حیواناتی هستند که می توانند از مکش در خشکی و زیر آب استفاده کنند.
فیلم ویدئویی از آزمایش های تحقیقاتی با فیل ها
مقاله “تغذیه ساکشن توسط فیل” در مجله Royal Society Interface منتشر شده است.
دکتری مهندسی مکانیک جورجیا گفت: “یک فیل روزانه حدود 400 پوند غذا می خورد ، اما اطلاعات کمی در مورد نحوه استفاده آنها از تنه برای جمع آوری غذای سبک و آب به مدت 18 ساعت در روز وجود دارد.” دانش آموز اندرو شولتز ، که رهبری این مطالعه را بر عهده داشت. “به نظر می رسد که صندوق عقب آنها مانند چمدان عمل می کند و در صورت لزوم می تواند بزرگ شود.”
شولتز و تیم فناوری جورجیا با دامپزشکان باغ وحش آتلانتا همکاری کردند و فیلها را در حال خوردن غذاهای مختلف مورد مطالعه قرار دادند. به عنوان مثال ، برای مکعب های بزرگ rutabaga ، حیوان آنها را گرفت و جمع کرد. مکعب های کوچکتر را مکیده و قبل از انتقال سبزیجات به دهان ، صدای جاروبرقی بلند یا صدای شخصی که نودل را در حال چرخش می کند ، ایجاد کرد.
اندرو شولتز
اندرو شولتز به عنوان دکتری مهندسی مکانیک فناوری جورجیا این مطالعه را رهبری کرد. دانشجو .. اعتبار: اندرو شولتز ، فناوری جورجیا
برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد مکش ، محققان به فیل ها یک تراشه تورتیلا دادند و نیروی اعمال شده را اندازه گیری کردند. گاهی حیوان روی تراشه فشار می آورد و نفس می کشد و تراشه را بدون شکستن روی نوک تنه معلق می کند. این شبیه شخصی بود که یک تکه کاغذ را روی دهان خود استنشاق می کرد. در مواقع دیگر فیل مکش را از راه دور انجام می داد و تراشه را به لبه تنه خود می کشاند.
دیوید هو ، مشاور شولتز و استاد دانشکده مهندسی مکانیک جورج وودروف در جورجیا ، گفت: “فیل از تنه خود مانند چاقوی ارتش سوئیس استفاده می کند.” “می تواند بوها را تشخیص دهد و چیزها را بگیرد. در مواقع دیگر ، اجسام را مانند دمنده برگ دور می کند یا مانند خلاء آنها را بو می کشد. ”
کاهو چنگ زدن به تنه فیل
یک فیل کاهو را در آب می گیرد. اعتبار: اندرو شولز ، فناوری جورجیا
با تماشای فیل هایی که از مایع آکواریوم استنشاق می کنند ، تیم توانست مدت زمان را اندازه گیری کرده و حجم را اندازه گیری کند. در تنها 1.5 ثانیه ، صندوق عقب 3.7 لیتر مکش کرد ، معادل 20 توالت به طور همزمان شستشو می شود.
از کاوشگر اولتراسونیک برای اندازه گیری دیواره تنه و نحوه عملکرد ماهیچه های داخلی تنه استفاده شد. با انقباض این ماهیچه ها ، حیوان سوراخ های بینی خود را تا 30 درصد گشاد می کند. این امر ضخامت دیواره ها را کاهش داده و حجم بینی را تا 64 درصد افزایش می دهد.
شولتز می گوید: “در ابتدا منطقی نبود: گذر بینی فیل نسبتاً کوچک است و بیشتر از آنچه که باید آب را استنشاق می کرد.” “تا زمانی که تصاویر سونوگرافی را ندیدیم و سوراخ های بینی را مشاهده نکردیم ، متوجه شدیم که چگونه این کار را انجام داده اند. هوا باعث باز شدن دیوارها می شود و حیوان می تواند آب بسیار بیشتری از آنچه در ابتدا تخمین زده بودیم ذخیره کند. ”
بر اساس فشارهای وارد شده ، شولتز و تیمش پیشنهاد می کنند که فیلها با سرعتی شبیه به قطارهای گلوله ژاپنی با سرعت 300 مایل بر ساعت نفس می کشند.
شولتز گفت که این ویژگی های منحصر به فرد در رباتیک نرم و تلاش های حفاظتی کاربرد دارد.
شولتز گفت: “با بررسی مکانیک و فیزیک حرکات عضلات تنه ، می توانیم مکانیسم های فیزیکی – ترکیبی از مکش و چنگ زدن – را برای یافتن راه های جدید برای ساخت روبات ها به کار گیریم.” وی گفت: در این میان ، فیل آفریقایی به دلیل شکار غیرقانونی و از بین رفتن زیستگاه در حال حاضر در معرض خطر قرار دارد. تنه آن باعث مطالعه گونه ای منحصر به فرد می شود. با یادگیری بیشتر در مورد آنها ، می توانیم نحوه حفاظت بهتر از فیل ها در طبیعت را بیاموزیم. ”
مرجع: “تغذیه مکنده توسط فیل ها” توسط اندرو کی شولز ، جیا نینگ وو ، سونگ یون سارا ها ، گرینا کیم ، استفانی براچینی اسلید ، سام ریورا ، جوی اس ریدنبرگ و دیوید ال هو ، 2 ژوئن 2021 ، مجله رویال رابط جامعه
DOI: 10.1098/rsif.2021.0215
این کار توسط آزمایشگاه تحقیقات ارتش ایالات متحده و دفتر تحقیقات ارتش ایالات متحده 294 بخش علوم مکانیکی ، برنامه دینامیک و سیستم های پیچیده ، تحت شماره قرارداد 295 W911NF-12-R-0011 پشتیبانی شد. هر گونه نظر ، یافته ، و نتیجه گیری یا توصیه ای که در این مقاله بیان شده است ، نظر نویسندگان است و الزاماً دیدگاه آژانس حامی را منعکس نمی کند.
https://scitechdaily.com/news/technology/