Хобот слона — чудо эволюции. Мягкий, но ловкий, он может поднимать твердые предметы, помогать животным общаться и даже принимать душ. Внутри хобота находится тысяча усов, которые обеспечивают этим крупным животным чувство осязания, компенсируют плохое зрение и толстую кожу. Они также больше похожи на кошачьи усы, а их конструкцию инженеры считают «разумной», согласно исследованию, опубликованному в журнале Science.
С помощью микрокомпьютерной томографии ученые выяснили, что усы слона не похожи на жесткие цилиндры, как у мышей или крыс. Они уплощены, имеют полое основание и систему внутренних каналов. Такая пористая структура снижает массу и повышает устойчивость к нагрузкам — важно для животного, которое ежедневно захватывает и перерабатывает большие объемы пищи. При этом усы не отрастают заново и должны сохранять работоспособность всю жизнь.
Ключевая особенностью усов слона является функциональный градиент жесткости — основание каждого уса жесткое, а к кончику материал постепенно становится мягче. Благодаря этому слон чувствует точное место контакта вдоль уса. Это позволяет аккуратно работать с хрупкими объектами, например, поднимать тонкие куски пищи, не повреждая их.
Чтобы проверить этот эффект, исследователи напечатали на 3D-принтере искусственный «ус» с таким же распределением жесткости. Эксперименты показали, что человек способен различать характер контакта даже без зрительного контроля, только за счет механических ощущений.
Компьютерное моделирование подтвердило, что именно сочетание формы, пористости и градиента жесткости превращает усы слона в точную сенсорную систему. Такой принцип относят к «воплощенному интеллекту», когда информация о внешнем мире считывается не за счет вычислений, а за счет физических свойств материала.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что слоны понимают, когда на них смотрят.
