اختاپوس‌ها با توانایی باورنکردنی خود در عبور از سوراخ‌های به ظاهر غیرممکن، دانشمندان را شگفت‌زده کرده‌اند و این مکانیزم می‌تواند الهام‌بخش طراحی ربات‌های آینده باشد.

کشف چگونگی عبور موجودات دریایی از فضاهای تنگ و غیرقابل‌تصور، همواره یکی از رازهای شگفت‌انگیز طبیعت بوده است. اختاپوس‌ها به دلیل قابلیت خیره‌کننده خود در فشردن بدنشان از شکاف‌های بسیار کوچک، شهرت جهانی دارند. تحقیقات اخیر، پرده از این راز برداشته و نشان داده که این بی‌مهرگان دریایی، بدن نرم و هشت بازوی خود را در توالی‌های خاصی برای عبور سازماندهی می‌کنند. این استراتژی‌های منحصر به فرد، نه تنها درک ما از این موجودات را افزایش می‌دهد، بلکه درس‌های ارزشمندی برای طراحی ربات‌های نرم ارائه می‌کند.

مکانیزم باورنکردنی: چگونه اختاپوس‌ها بدنشان را از سوراخ‌ها عبور می‌دهند؟

برخلاف انسان‌ها وحیواناتدارای اسکلت سخت، اختاپوس‌ها بدن‌هایی فوق‌العاده انعطاف‌پذیر دارند که بر پایه «هیدروستات عضلانی» استوار است؛ سیستمی از ماهیچه‌ها که بدون نیاز به استخوان، هم حمایت و هم حرکت را فراهم می‌کند. هشت بازوی ماهر آن‌ها قادر به خم شدن و کشیدگی هستند و پوشش مرکزی نیز می‌تواند به راحتی تغییر شکل دهد. حتی سیستم گردش خون این حیوان برای این پیچ‌و‌تاب‌ها مناسب است و رگ‌های خونی اصلی دارای سیستم‌های پمپاژ عضلانی هستند که به حرکت خون در نقاط مختلف بدن کمک می‌کنند، حتی زمانی که بخشی از بدن فشرده شده است.

ونچی زین، محقق آزمایشگاه رباتیک نرم دانشگاه ملی سنگاپور و یکی از نویسندگان این مطالعه که درJournal of Experimental Biologyمنتشر شده، می‌گوید: «اختاپوس‌ها در طبیعت توانایی حرکت از میان فضاهایی کوچک‌تر از بدن خود را دارند.» او و تیمش به دنبال الگوی کلی این رفتار برای کاربرد در ربات‌های آینده بودند.

• پس از انسان‌ها، نوبت به تمدن سازی اختاپوس ها می‌رسد؟
• آیا حیوانات دروغ می‌گویند؟ پرنده فریبکار آفریقایی شواهد جدید ارائه می‌کند
• تماس فیزیکی با سگ شما را در برابر استرس‌های آینده محافظت می‌کند
• آیا حیوانات هم یکدیگر را به اسم صدا می‌زنند؟
• این گردترین حیوان جهان است + عکس

محققان با فیلمبرداری از سهاختاپوسمعمولی جوان، متوجه شدند که آن‌ها دو استراتژی اصلی برای عبور از دهانه‌های قابل تنظیم دارند. یک فرآیند سه مرحله‌ای زمانی که دهانه پهن‌تر از فاصله بین چشمان حیوان بود، و یک فرآیند چهار مرحله‌ای برای دهانه‌های تنگ‌تر به کار گرفته می‌شد. در حرکت سه مرحله‌ای، اختاپوس ابتدا با یک بازو دهانه را کاوش کرده، سپس چندین بازوی دیگر را عبور می‌دهد و در نهایت با کمک بازوهای وارد شده، بقیه بازوها، سر و پوشش خود را می‌کشد. در دهانه‌های تنگ‌تر، اختاپوس مرحله‌ای اضافه می‌کند؛ ابتدا بازوهای باقی‌مانده را می‌کشد و سپس سر و پوشش خود را جداگانه عبور می‌دهد. در حال حاضر مشخص نیست که باریک‌ترین شکافی که یک اختاپوس می‌تواند از آن عبور کند چیست. پیش از این منقار حیوان که تنها بخش سخت بدنش است، عامل محدودکننده در نظر گرفته می‌شد، اما آزمایش‌ها نشان می‌دهد که شاید اندازه بازوها در نزدیکی بدن این نقش را داشته باشد.

از طبیعت تا فناوری: الهام‌گیری از اختاپوس‌ها برای ربات‌های آینده

توانایی فشردن بدن در فضاهای تنگ، برای اختاپوس‌ها هم مسیر فرار از شکارچیان را فراهم می‌کند و هم دسترسی به طعمه‌هایی که دیگر موجودات دریایی نمی‌توانند به راحتی به آن‌ها برسند. مایکل کوبا، زیست‌شناس دانشگاه ناپل فدریکو دوم و یکی از نویسندگان این مطالعه، اشاره کرد که اختاپوس‌ها از حس لامسه بازوهایشان برای بررسی و شناسایی دهانه استفاده می‌کنند. این تفاوت در استراتژی‌ها می‌تواند بسته به گونه‌های مختلف اختاپوس و زیستگاه آن‌ها متفاوت باشد؛ اختاپوس‌های معمولی در آب‌های ساحلی و مناطق صخره‌ای، که پر از سوراخ است، به خوبی از این مهارت بهره می‌برند.

محققان امیدوارند درک نحوه حل این مشکل توسط اختاپوس‌ها، به مهندسان در طراحی ربات‌های همه‌کاره‌تر برای حرکت در فضاهای محدود کمک کند. ربات‌های جستجو و نجات کنونی معمولاً بلند و باریک طراحی می‌شوند تا بتوانند از شکاف‌های کوچک عبور کنند. اما یک ربات الهام‌گرفته از اختاپوس می‌تواند تجهیزات بیشتری را حمل کند، با بازوهای منعطف مجهز به حسگرها، ابزارها یا دستگاه‌های ارتباطی متفاوت.

• هوش مصنوعی در آستانه رمزگشایی زبان حیوانات
• کشف جدید دانشمندان: حیوانات با زبان مخفی با دشمنان خود مذاکره می‌کنند!
• گربه‌ها باهوش‌تر هستند یا سگ‌ها؛ واقعیت علمی چیست؟
• گاوها می‌توانند از روی چهره شما تشخیص دهند که دوست هستید یا دشمن

با این حال، ساخت چنین رباتی چالش‌های مهندسی بزرگی دارد؛ بازوهای آن باید به اندازه کافی نرم باشند تا فشرده شوند، اما به اندازه کافی قوی و ماهر باشند تا هنگام کشیدن بقیه بدن، خم شوند، پیچ بخورند و کشیده شوند. فعال‌کننده‌های معمول (actuators) که برای کنترل چنین حرکات پیچیده‌ای نیاز هستند، معمولاً قطعات سختی اضافه می‌کنند که ربات را سفت‌تر می‌کند. کوبا تأکید می‌کند که این مطالعه نشان می‌دهد هنوز چیزهای زیادی درباره زندگی روزمره این «باهوش نرم اقیانوس» نمی‌دانیم.