문어는 그 일에 가장 적합한 팔을 알고 있습니다

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두 번째 팔로 새우를 공격하는 문어(미네소타 대학 워딜 연구소)

문어는 여덟 개의 팔을 무작위로 사용하지 않는 것 같습니다. 과학자들은 사냥할 때 항상 특정한 팔다리를 사용하고 먹이의 종류에 따라 전술을 조정한다는 사실을 방금 발견했습니다.

“보통 당신이 볼 때 문어 잠시 동안은 아무것도 반복할 수 없습니다.”라고 미네소타 대학교 생물학과 조교수이자 두족류 전문가인 Trevor Wardill이 설명했습니다. "그들은 이리저리 꿈틀거리고 탐색하는 움직임이 이상해 보입니다." 

그래서 과학팀은 문어의 사냥 행동이 실제로 완전히 반복된다는 사실에 놀랐습니다. 그들은 두족류가 어떻게 팔을 사용하여 차세대 소프트 로봇 개발에 도움이 되는 단서를 찾는지 조사하고 있었습니다. 

캘리포니아 두점문어는 약 1년 동안 살며 테니스 공 크기만큼 자랍니다. 몸의 양쪽 팔에는 4~XNUMX번의 번호가 부여되어 있으며 탱크에는 다양한 종류의 먹이가 유입됩니다.

Video 먹이를 찾기 위해 굴에서 나오는 문어를 기록했는데, 먹이를 감시하는 데 사용되는 눈과 같은 쪽의 팔을 항상 사용하여 공격했다는 사실이 밝혀졌습니다. 그리고 먹이의 종류가 무엇이든 그들은 항상 가운데에서 두 번째 팔.

개선은 먹이의 유형에 따라 다릅니다. 문어는 느리게 움직이는 게를 고양이처럼 덮쳤지만, 빠르게 움직이는 새우에게는 겁을 주지 않기 위해 더욱 신중했습니다. 두 번째 팔이 새우와 접촉한 후에는 이웃 팔 1과 3 확보하기 위해 사용되었습니다.

(미네소타 대학교 워딜 연구소)

다음 단계는 뉴런이 문어의 팔 움직임을 어떻게 촉진하는지 연구하는 것입니다. Wardill은 “문어는 매우 강합니다.”라고 말했습니다. “그들에게는 손재주가 있기 때문에 문을 잡고 여는 것은 사소한 일입니다.

“문어에게서 배울 수 있다면 이를 수중 차량이나 소프트 로봇 애플리케이션 제작에 적용할 수 있습니다. 문어에서 영감을 얻은 수중 차량은 심해 탐사에 중요한 역할을 할 수 있습니다.” 미국 해군 연구국(Office of Naval Research)에서 자금과 지원을 제공했으며, 해당 연구는 현재 생물학

다이버를 위한 소프트 그립

또한 문어의 팔 동작을 통해 미국의 또 다른 연구팀은 물속에서 물체를 안전하게 잡을 수 있으면서도 손상될 위험이 없는 장갑을 설계했습니다. 

옥타 글러브의 개발로 이어진 버지니아 공대 마이클 바틀렛(Michael Bartlett) 조교수가 주도한 연구로부터 혜택을 받을 수 있는 사람들 중에는 수중 고고학자와 구조 다이버들이 있다고 합니다.

Bartlett은 인간은 미끄러운 수중 환경에서 물체나 사람을 다룰 수 있는 선천적 장비가 없다고 말합니다. “이것이 책임이 되는 중요한 시기가 있습니다. 자연에는 이미 몇 가지 훌륭한 솔루션이 있으므로 우리 팀은 자연계에서 아이디어를 찾았습니다. 그만큼 문어 영감을 얻기 위한 당연한 선택이 되었습니다.”

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문어 연구실 (Soft Materials & Structures Lab / Virginia Tech)

플런저 모양의 문어 팔 빨판은 강력한 포획 능력을 제공한다고 그는 말합니다. 빨판의 넓은 바깥쪽 테두리가 물체에 밀착되면 근육이 테두리 뒤의 컵 모양 영역을 수축 및 이완하여 압력을 추가하거나 해제합니다. 한 번에 많은 빨판을 연결하면 강력한 접착력이 형성됩니다.

Bartlett은 "문어를 보면 접착제가 확실히 눈에 띄고 필요에 따라 빠르게 접착력을 활성화하고 해제합니다"라고 말합니다. “하지만 흥미로운 점은 문어가 다양한 화학적, 기계적 센서에서 얻은 정보를 처리하여 2,000개의 팔에 있는 XNUMX개 이상의 빨판을 제어한다는 것입니다. 

"문어는 수중 물체를 조작하기 위한 접착 조정 가능성, 감지 및 제어 기능을 실제로 결합하고 있습니다."

Bartlett의 팀은 빨판을 부드럽고 작동되는 멤브레인으로 덮은 유연한 고무 줄기로 다시 상상했습니다. 이는 가벼운 압력만 사용하여 평평한 표면이나 곡선 표면의 물체에 안정적으로 부착할 수 있습니다.

빨판과 일련의 광학 근접 센서는 마이크로컨트롤러를 통해 연결되어 문어의 신경 및 근육 시스템을 모방합니다.

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Octa-Glove는 특정 다이빙 응용 분야에 도움이 될 수 있습니다(Soft Materials & Structures Lab / Virginia Tech)

Bartlett은 “부드럽고 반응성이 뛰어난 접착 소재와 내장된 전자 장치를 결합함으로써 쥐어짜지 않고도 물체를 잡을 수 있습니다.”라고 말합니다. “물에 젖거나 수중 물체를 훨씬 더 쉽고 자연스럽게 다룰 수 있습니다. 전자 장치는 접착력을 빠르게 활성화하고 해제할 수 있습니다. 물체를 향해 손을 움직이기만 하면 장갑이 물건을 잡는 작업을 수행합니다. 사용자가 버튼 하나만 누르지 않고도 이 모든 작업을 수행할 수 있습니다.”    

연구원들은 또한 수중 그립, 사용자 지원 기술 및 의료, 제조 공정 중 젖은 물체를 조립 및 조작하기 위한 소프트 로봇 공학 분야에서 Octa-Glove의 역할을 확인합니다. 이 연구는 다음에서 출판되었습니다. 과학의 발전.

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