خراطيم الأفيال تفتح الطريق أمام روبوتات أكثر تطورًا

تعد خراطيم الأفيال الإفريقية أعجوبة تطورية، يصل وزنها نحو 90 كيلوغرامًا، وتموج بآلاف العضلات التي تهب الأفيال القدرة على اقتلاع الأشجار ومواجهة المفترسات، لكن دراسة جديدة تضيف إلى هذه الخصائص إمكانية استلهام هذه القدرة الفائقة لخراطيم الأفيال الضخمة في تصميم روبوتات أكثر كفاءة.

واستخدم العلماء رقائق التورتيلا التي من الممكن أن يقل سمكها عن ملليمتر واحد لقياس الخصائص الميكانيكية الحيوية لخراطيم الأفيال لالتقاطها في رشاقة دون أن تُكسر، ونشرت الدراسة في مجلة The Royal Society Interface.  ووجد الفريق البحثي أن الفيل الإفريقي يمكنه استنشاق الهواء بسرعة تزيد عن 335 ميلًا في الساعة، تمامًا مثل القطارات السريعة اليابانية التي تبلغ سرعتها 300 ميل في الساعة. كما أن الأفيال لديها القدرة على توسيع أنفها من أجل خلق مساحة أكبر في خراطيمها، مما يسمح لها بتخزين ما يصل إلى نحو 9 لترات من الماء، كما يُمكنها امتصاص 3 لترات في الثانية الواحدة، أي أسرع نحو 30 مرة من العطس البشري.

وسعت الدراسة، التي أجرتها كلية جورجيا للتكنولوجيا للهندسة، إلى فهم فيزياء استخدام الفيلة لخراطيمها في نقل الهواء والماء والغذاء وغيرها من الأشياء لمعرفة ما إذا كانت ميكانيزم  خراطيم الأفيال قادرة أن تلهم العلماء تصميم روبوتات تستخدم الحركة الهوائية لإمساك وتحريك الأشياء بشكل أكثر كفاءة. وقد وجد العلماء أن الأفيال هي الحيوانات الوحيدة القادرة على استخدام قدرتها على الشفط على الأرض وتحت الماء. وعكف أندرو شولز" من جامعة جورجيا مع الأطباء البيطريين في حديقة الحيوان أتلانتا، على دراسة هذه القدرة الغريبة للأفيال من خلال إعطائها شريحة من التورتيلا، ووجد أن الأفيال بإمكانها تعليق الشريحة على طرف الخرطوم دون كسرها. وفي أحيان أخرى شفط الشريحة من مسافة بعيدة عن طريق الخرطوم دون كسرها.

ومن خلال مراقبة الأفيال، وجد العلماء أنها قادرة على امتصاص نحو 3.7 لتر خلال 1.5 ثانية فقط، أي ما يعادل 20 دورة مياه تتدفق في وقت واحد، ولمعرفة كيفية عمل عضلات الخراطيم الداخلية، تم استخدام مسبار فوق صوتي لأخذ قياسات جدار الخرطوم، ووجدوا أن الأفيال توسع فتحتي الأنف بنسبة تصل إلى 30٪، مما يزيد من حجم الأنف بنسبة 64٪. وبحسب" شولز" فإن هذه الخصائص الفريدة لها تطبيقات هامة في الروبوتات اللينة، قائلًا: "من خلال التحقيق في حركات عضلات خراطيم الأفيال، يمكننا تطبيق الآليات الفيزيائية، وهي مزيج من الشفط والإمساك، لإيجاد طرق جديدة لتصميم الروبوتات".

المصدر: Eurekalert