I polpi conoscono la loro arma migliore per questo lavoro

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Un polipo colpisce un gamberetto con il suo secondo braccio (Wardill Lab, Università del Minnesota)

A quanto pare, i polpi non usano le loro otto braccia a caso: gli scienziati hanno appena scoperto che utilizzano sempre arti specifici durante la caccia, adattando le loro tattiche in base al tipo di preda.

“Normalmente quando guardi un polipo per un breve periodo, nulla è ripetibile”, ha spiegato lo specialista in cefalopodi Trevor Wardill, assistente professore presso il College of Biological Sciences dell’Università del Minnesota. "Si dimenano e sembrano strani nei loro movimenti esplorativi." 

Quindi il team scientifico è stato sorpreso di scoprire che il comportamento di caccia dei polpi era in realtà totalmente ripetibile. Stavano studiando come i cefalopodi usano le loro braccia per trovare indizi che aiutassero a sviluppare robot morbidi di prossima generazione. 

California i polpi a due punti vivono circa due anni e raggiungono le dimensioni di una pallina da tennis. Le braccia su ciascun lato del loro corpo erano numerate da 1 a 4 e vari tipi di prede venivano introdotti nei loro carri armati.

Video hanno registrato i polpi che uscivano dalle loro tane per lanciarsi verso la preda, rivelando che attaccavano sempre usando le braccia sullo stesso lato del corpo in cui l'occhio usava per spiare la preda. E qualunque fosse il tipo di preda, schieravano sempre il secondo braccio dal centro.

I perfezionamenti dipendevano dal tipo di preda. I polpi saltavano come gatti sui granchi che si muovono lentamente, ma erano più cauti con i gamberetti che si muovevano velocemente, per evitare di spaventarli. Una volta che il secondo braccio è entrato in contatto con i gamberetti, si è avvicinato bracci 1 e 3 servivano a proteggerlo.

(Wardill Lab, Università del Minnesota)

Il prossimo passo sarà studiare come i neuroni facilitano i movimenti delle braccia dei polpi. "I polpi sono estremamente forti", ha detto Wardill. “Per loro, afferrare e aprire una porta è banale, data la loro destrezza.

“Se possiamo imparare dai polpi, allora possiamo applicarlo alla realizzazione di un veicolo sottomarino o di un’applicazione robotica morbida. I veicoli sottomarini ispirati ai polpi potrebbero svolgere un ruolo cruciale nell’esplorazione delle profondità oceaniche”. Il finanziamento e il sostegno sono stati forniti dall'Ufficio statunitense per la ricerca navale e lo studio è pubblicato su Current Biology

Impugnatura morbida per subacquei

Imparando anche dalle azioni delle braccia dei polpi, un altro team di ricercatori statunitensi ha progettato un guanto in grado di afferrare saldamente gli oggetti sott’acqua ma senza il rischio di danneggiarli. 

Si dice che gli archeologi subacquei e i sommozzatori siano tra coloro che potrebbero trarre beneficio dallo studio condotto dall'assistente professore della Virginia Tech Michael Bartlett, che ha portato allo sviluppo dell'Octa-Glove.

Gli esseri umani non sono naturalmente attrezzati per maneggiare oggetti o persone in ambienti sottomarini scivolosi, afferma Bartlett. “Ci sono momenti critici in cui questo diventa una responsabilità. La natura ha già alcune ottime soluzioni, quindi il nostro team ha cercato idee nel mondo naturale. IL polipo è diventata una scelta ovvia per l’ispirazione.

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Polpo in laboratorio (Soft Materials & Structures Lab / Virginia Tech)

Le ventose a forma di braccio di polpo a forma di stantuffo forniscono una potente capacità di afferrare, dice. Una volta che l'ampio bordo esterno della ventosa si è sigillato su un oggetto, i muscoli si contraggono e rilassano l'area a coppa dietro il bordo per aggiungere e rilasciare pressione. Coinvolgere molti polloni contemporaneamente crea un potente legame adesivo.

"Quando guardiamo il polpo, l'adesivo risalta sicuramente, attivandosi rapidamente e rilasciando l'adesione su richiesta", afferma Bartlett. “Ciò che è altrettanto interessante, però, è che il polpo controlla oltre 2,000 ventose su otto bracci elaborando informazioni da diversi sensori chimici e meccanici. 

“Il polpo sta davvero riunendo capacità di adesione, rilevamento e controllo per manipolare oggetti sottomarini”.

Il team di Bartlett ha reimmaginato le ventose come steli di gomma conformi ricoperti da membrane morbide e attivate. Questi possono attivare un fissaggio affidabile agli oggetti sia su superfici piane che curve, utilizzando solo una leggera pressione.

Le ventose e una serie di sensori ottici di prossimità sono collegati tramite un microcontrollore per imitare il sistema nervoso e muscolare del polpo.

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L'Octa-Glove potrebbe essere utile in alcune applicazioni subacquee (Soft Materials & Structures Lab / Virginia Tech)

"Unendo materiali adesivi morbidi e reattivi con l'elettronica incorporata, possiamo afferrare gli oggetti senza doverli stringere", afferma Bartlett. “Rende la manipolazione di oggetti bagnati o sott’acqua molto più semplice e naturale. L'elettronica può attivare e rilasciare rapidamente l'adesione. Basta muovere la mano verso un oggetto e il guanto farà il lavoro per afferrarlo. Tutto può essere fatto senza che l’utente prema un solo pulsante.”    

I ricercatori vedono anche il ruolo dell’Octa-Glove nel campo della robotica morbida per la presa subacquea, le tecnologie assistite dall’utente e l’assistenza sanitaria, nonché nell’assemblaggio e nella manipolazione di oggetti bagnati durante i processi di produzione. Lo studio è pubblicato in Anticipi Scienza.

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