Тюлени, которые охотятся в глубоких водах, где естественного света практически нет, полагаются на свои высокочувствительные вибриссы (усы). Эти органы позволяют им улавливать малейшие возмущения воды, оставляемые проплывающей рыбой. Долгое время оставалось загадкой, зачем тюлени совершают характерные движения, выдвигая усы вперед и назад. Аспирант Университета Гронингена (Нидерланды) Чинмая Гупта и профессор Аджай Коттапалли решили воспроизвести этот процесс, чтобы понять его биологический смысл.
Для изучения механики ученые создали систему искусственных мышц с использованием мягких актуаторов, которая имитирует движения усиков. Эта установка позволила точно контролировать не только движение, но и жесткость вибрисс. Эксперимент показал, что, когда тюлень выдвигает усы вперед, их чувствительность значительно возрастает, однако такой режим требует больших мышечных затрат. Чтобы сохранить энергию, животные держат усы втянутыми и используют активные ритмичные движения. Это позволяет балансировать между высокой чувствительностью к добыче и эффективным расходом сил.
Результаты этого исследования, опубликованные в журнале npj Flexible Electronics, имеют значение не только для биологии. Разработанная технология позволяет создавать датчики, которые, в отличие от сонаров, не излучают ультразвук, способный беспокоить морских обитателей. Такие системы обнаруживают лишь естественные потоки воды, что открывает путь к созданию экологичных и энергоэффективных роботов.
В дальнейшем команда Коттапалли планирует адаптировать эту сенсорную технологию для наземных роботов. Оснащенные множеством тактильных датчиков, вдохновленных усами тюленей, машины смогут ориентироваться в узких пространствах и в условиях сильной задымленности или пыли, где обычные камеры оказываются бесполезны. Важную роль в проведении работы сыграл Центр реабилитации и исследований тюленей Лауверсог, который предоставил биологический материал для экспериментов.
Ранее Наука Mail рассказывала, что мозг тюленей намекнул на происхождение речи у людей.
