למה זנב סוסון הים מרובע?

את: אופיר מרום

חוקרים ייצרו מודל של זנב סוסון הים כדי לבחון מהם היתרונות שמספק המבנה הייחודי שלו.   

בעוד שלרוב בעלי החיים זנבות גליליים, לסוסון הים יש זנב ייחודי, בעל חתך ריבועי שלא רק מספק לדג הגנה בזכות השריון הקשה שלו, אלא הוא גם מעניק לסוסון הים יכולת אחיזה חזקה בדברים כמו צמחים, אלמוגים או חתיכות מזון שצפות ליד הפה שלו. מאמר שהתפרסם בגיליון האחרון של כתב העת Science מסביר על מעלותיו של הזנב הייחודי, מפרט, ומספק תובנות בעלות פוטנציאל ליישומים הנדסיים הנדרשים לשילוב של כוח וגמישות.

השלד של זנב סוסון הים מורכב מחוליות, שנראות כמו טבעות מרובעות. כל חוליה מורכבת מארבעה לוחות בצורת L, המונחים אחד על קצהו של השני ליצירת ארבעת הפינות של הטבעת המרובעת. דרך כל החוליות עובר חוט השדרה. החוליות מחוברות לעמוד השדרה ע"י קבוצות שרירים, שמאפשרים לזנב סוסון הים להתפתל ולאחוז בעצמים שונים.

צוות  המדענים החוקר את הנושא במשך כמה שנים, השתמש בשיטות מתקדמות של הדפסה תלת ממדית כדי לבנות מודל של זנב מרובע כמו זה של סוסון הים, וזנב דומה נוסף שחוליותיו הן טבעות עגולות. שני סוגי המודלים עברו סדרה של ניסויים השוואתיים, בהם נבחן האופן שבו הם מגיבים לסוגים שונים של לחץ חיצוני. הניסיונות המעבדתיים הראו שבמבנה המרובע של זנב סוסון הים, הלוחות שמרכיבים כל חוליה מחליקים זה על זה כתגובה לעומס המופעל עליהם. באופן כזה מתקבלת הגנה משופרת על חוט השדרה לעומת המודל עם החוליות העגולות. בנוסף, נמצא שלאחר שהופסק הלחץ קפצו הלוחות חזרה, והחוליות חזרו לממדיהן המקוריים. המדענים הצביעו על יתרון נוסף של זנב מרובע על פני זנב גלילי, בכך שהוא מאפשר נקודות מגע רבות יותר עם אובייקטים עליהם הוא מתלפף, ובכך תורם לאחיזה משופרת. התבונות שנלמדו ממחקר זה יכולות להיות מאוד שימושיות עבור יישומי רובוטיקה שצריכים להיות לא רק חזקים, אלא גם חסכוניים באנרגיה ובעלי יכולת להתכופף ולהסתובב בחללים צפופים. 

שימושים אפשריים בעתיד יכולים לכלול ניתוחים לפרוסקופיים שדורשים מכשיר רובוטי גמיש אך חזק, שיכול לנוע בתוך איברים ועצמות, כמו גם מערכות חיפוש והצלה או שימושים תעשייתיים אחרים.