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La biomécanique des éléphants suggère une nouvelle approche pour la robotique douce

Une nouvelle étude du Georgia Institute of Know-how suggère que les muscle tissues d’un éléphant ne sont pas la seule façon dont il étire sa trompe – sa peau pliée joue également un rôle essential. La combinaison des muscle tissues et de la peau donne à l’animal la polyvalence nécessaire pour saisir la végétation fragile et déchirer les troncs d’arbres.

La recherche, en collaboration avec le zoo d’Atlanta, révèle que la peau d’un éléphant ne s’étire pas uniformément. Le haut du tronc est moreover souple que le bas, et les deux sections commencent à diverger lorsqu’un éléphant atteint furthermore de 10 %. Lorsque vous vous étirez pour trouver de la nourriture ou des objets, la partie dorsale du tronc glisse furthermore vers l’avant.

Les résultats pourraient améliorer la robotique, qui est aujourd’hui généralement conçue pour une grande drive ou une grande flexibilité. Contrairement à la trompe d’un éléphant, les devices ne peuvent pas faire les deux.

A titre d’exemple, les auteurs de l’étude citent la robotique douce. Les chercheurs disent que les découvertes sur les éléphants suggèrent qu’envelopper la robotique douce avec une construction semblable à une peau pourrait donner aux machines defense et drive tout en continuant à permettre la flexibilité.

L’article est publié dans les Actes de l’Académie nationale des sciences (PNAS) par la même équipe de Ga Tech qui a rédigé une étude l’été dernier sur la façon dont les éléphants utilisent les muscle tissues de leur tronc pour inhaler de la nourriture et de l’eau.

“Lorsque les gens étendent leur langue – un tissu sans os rempli de muscle mass et de composition similaire à la trompe d’un éléphant – elle s’étire uniformément. Nous nous attendions à la même chose lorsque nous avons défié un éléphant d’atteindre de la nourriture”, a déclaré Andrew Schulz, responsable de l’étude. auteur et titulaire d’un doctorat. étudiant à la George W. Woodruff School of Mechanical Engineering de Georgia Tech. Lui et l’équipe ont filmé deux éléphants de savane africaine cherchant des cubes de son et des pommes au zoo d’Atlanta.

“Mais lorsque nous avons regardé les visuals de notre caméra à grande vitesse et tracé les mouvements du coffre, nous avons été surpris. Le haut et le bas n’étaient pas du tout les mêmes”, a déclaré Schulz.

Schulz a étiré le tissu d’un éléphant disséqué pour mieux comprendre l’élasticité de la peau. C’est alors qu’il a découvert que le haut de la peau, qui est plié, est 15 % plus souple que le bas froissé. C’est aussi à ce moment-là que l’équipe a réalisé qu’elle ne voyait pas seulement des mouvements musculaires sur la vidéo. Ils traquaient également une épaisse couche de peau.

“Les plis cutanés flexibles sont l’innovation de l’éléphant”, a déclaré David Hu, conseiller de Schulz et professeur à la Woodruff School et à la Faculty of Biological Sciences. “Ils protègent la partie dorsale et permettent à l’éléphant d’atteindre plus facilement vers le bas, le style de préhension le plus courant lors de la prise d’objets.”

tels que les tentacules de calmar et de poulpe. Au lieu de s’étendre uniformément. s’allongeant progressivement par vagues.

Un éléphant étend d’abord la part qui comprend le bout de sa trompe, puis la segment adjacente et ainsi de suite, revenant progressivement vers son corps. Schulz dit que le mouvement progressif vers la foundation est intentionnel.

“Les éléphants sont comme les gens : ils sont paresseux”, a-t-il déclaré. “La section à l’extrémité du tronc est de 1 litre de muscle. La segment la additionally proche de sa bouche est de 11 à 15 litres de muscle mass. Un éléphant étirera d’abord l’extrémité de son tronc, puis la part adjacente, car ils sont furthermore faciles Si un éléphant n’a pas à travailler très dur pour atteindre quelque selected, il ne le fera pas.”

auto les scientifiques et les ingénieurs n’ont pas fait beaucoup de recherches sur la biomécanique des éléphants au cours du siècle dernier. Une partie de sa curiosité pour les éléphants est basée sur leur aide il pense qu’une meilleure compréhension des animaux conduira à de meilleurs attempts de conservation. En tant qu’ingénieur en mécanique, Schulz voit également les programs de la robotique.

“La robotique douce créée avec un style d’inspiration biologique est toujours basée sur le mouvement musculaire. Si elle était enveloppée d’une peau protectrice, comme la trompe remplie de muscle mass d’un éléphant. a-t-il déclaré. “L’année dernière. Nous savons maintenant que la peau est un autre outil à sa disposition.”