2023 लेखक: Bryan Walter | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-05-21 22:25
जर्मन वैज्ञानिकों ने एक नए तंत्र का प्रस्ताव दिया है जो ड्रैगनफ्लाई लार्वा के मुखौटे की अत्यधिक तेज़ "शूटिंग" की व्याख्या करता है, और प्रयोगात्मक रूप से इस अंग के कृत्रिम एनालॉग की मदद से समान मोटर गुणों का प्रदर्शन करने की संभावना की पुष्टि करता है। विज्ञान रोबोटिक्स पत्रिका में प्राकृतिक तंत्र के अध्ययन और कृत्रिम एनालॉग के निर्माण के विवरण के साथ एक लेख प्रकाशित किया गया था।
ड्रैगनफ्लाई लार्वा शिकार के लिए एक मुखौटा का उपयोग करते हैं - एक अंग जो निचले होंठ से विकसित हुआ है। इसमें दो मुख्य लम्बी खंड और अंत में तीन लोब होते हैं: दो बड़े पार्श्व वाले और उनके बीच स्थित एक छोटा निचला। एक शिकार को पकड़ने के लिए, उदाहरण के लिए, एक टैडपोल, लार्वा अचानक लोब खोलता है और लम्बी खंडों को सीधा करता है, और फिर लोब को वापस बंद कर देता है, उनमें शिकार को पकड़ लेता है।
कुछ समय पहले तक, इस तीव्र गति का तंत्र पूरी तरह से स्पष्ट नहीं था। मुख्य परिकल्पना पर विचार किया गया था कि लार्वा इसके लिए पानी की एक धारा का उपयोग करते हैं, पेट की मांसपेशियों के संकुचन के कारण मलाशय कक्ष को छोड़ देते हैं। आमतौर पर इस जेट का उपयोग शिकारियों से सुरक्षा और तेज गति के लिए किया जाता है। वैज्ञानिकों ने अनुमान लगाया कि मास्क के हमले के लिए, लार्वा पानी के प्रवाह को पुनर्निर्देशित कर सकता है और इस तरह इस अंग को सीधा करने में तेजी ला सकता है। हालांकि, मांसपेशियों की गतिविधि को मापने और उन्हें विदारक करने के प्रयोगों से पता चला है कि हमला करने की गति के दौरान लार्वा इन मांसपेशियों का उपयोग नहीं करते हैं। इसके अलावा, मुखौटा में तंत्र को अवरुद्ध करके अप्रत्यक्ष रूप से एक अलग तंत्र का संकेत दिया गया था, जिसका उद्देश्य अज्ञात था।
सेबस्टियन बस के नेतृत्व में कील विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने लार्वा के मुखौटा के तेजी से आंदोलन की व्याख्या करने के लिए एक नई तंत्र का प्रस्ताव दिया, और इस अंग के कृत्रिम एनालॉग में इसे फिर से बनाया। उन्होंने सिद्धांत दिया कि मुखौटा खींचने वाला तंत्र, इसके संचालन के सिद्धांत में, एक गुलेल जैसा दिखता है। प्रत्येक खंड में दोनों मांसपेशियां होती हैं जो रेसिलिन के लोचदार प्रोटीन से बने आंदोलन और संरचनाओं को सुविधाजनक बनाती हैं। ये लोचदार तत्व, जो विकृत अवस्था में होते हैं, गति की तात्कालिक शुरुआत के लिए ऊर्जा का भंडारण करते हैं।
हमले के दौरान मुखौटा और उसके हिस्सों की आवाजाही
एक तीन-घटक लॉकिंग तंत्र मास्क को चालू होने से रोकता है। मास्क को सक्रिय करने के लिए, इसमें एक अतिरिक्त मांसपेशी होती है, जो अवरुद्ध तंत्र के हिस्सों को बंद कर देती है, जिसके बाद खंड स्वतंत्र रूप से आगे बढ़ने में सक्षम होते हैं, और रेज़िलिन से बने लोचदार तत्व पूरे ढांचे के उद्घाटन आंदोलन को शुरू करते हैं।
शोधकर्ताओं ने जेनेरा सिम्पेट्रम और एनाक्स के ड्रैगनफ्लाई लार्वा के साथ प्रयोग किए। पानी के प्रवाह की दिशा देखने के लिए उन्होंने लार्वा को महीन रेत (पानी के नीचे) पर रखा। यह पता चला कि मास्क के साथ कैप्चर के दौरान एनाक्स पानी को वापस शूट करता है, शायद मास्क से हटने की भरपाई करने के लिए, और सिम्पेट्रम मास्क को सीधा करते समय पानी के जेट का बिल्कुल भी उपयोग नहीं करता है। इस प्रकार, लेखकों ने दिखाया कि मुखौटा के हाइड्रोलिक तंत्र के बारे में पिछली परिकल्पना शायद गलत है। उन्होंने एक डाई का उपयोग करके मुखौटा खंडों में रेजिलिन संरचनाओं का पता लगाकर परोक्ष रूप से अपनी परिकल्पना की पुष्टि की। अंत में, लेखकों ने मुखौटा आंदोलन का एक सटीक मॉडल बनाने के साथ-साथ एक यांत्रिक एनालॉग बनाने के लिए सीटी इमेजिंग का उपयोग किया।
ड्रैगनफ्लाई लार्वा मास्क के कृत्रिम एनालॉग का आरेख
मुखौटा के कृत्रिम एनालॉग में एक निश्चित आधार और उसके नीचे दो खंड होते हैं। इस प्रकार, यह मुखौटा के मुख्य वापस लेने योग्य आंदोलन का अनुकरण करता है, और ब्लेड के पतन सहित पूरी तरह से इसके संचालन का नहीं। मांसपेशियों के बजाय, रोबोमास्क तीन सर्वो और तीन स्प्रिंग्स (मध्य खंड में दो और ऊपरी खंड में एक) का उपयोग करता है। निचले और मध्य खंडों के बीच एक अन्य सर्वो ड्राइव के साथ एक लॉकिंग तंत्र स्थापित किया गया है।आंदोलन शुरू करने से पहले, सर्वोमोटर्स स्प्रिंग्स को तनाव देते हैं, और फिर ब्लॉकिंग सर्वो दो ब्लॉकिंग प्लेटों को साइड में ले जाता है और स्प्रिंग्स के तनाव के कारण दो निचले खंड एक साथ चलने लगते हैं।
काम के लेखकों ने प्रयोग किए, जिसके दौरान उन्होंने खंडों की गति को मापा। गणना से पता चला है कि पहले खंड के लिए 48.6 वाट और दूसरे के लिए 29.7 वाट खंडों की देखी गई गति और त्वरण प्राप्त करने के लिए आवश्यक हैं, जबकि सर्वो में 3, 8 और 1.9 वाट की चरम शक्ति है। यह पुष्टि करता है कि डिजाइन एक बड़ा बिजली लाभ प्रदान करता है। उन्होंने लार्वा के लिए समान गणना की। उन्होंने यह भी दिखाया कि उनके मुखौटों को इतनी जल्दी हिलाने के लिए मांसपेशियों की साधारण गति पर्याप्त नहीं है। इसके अलावा, लेखकों ने दिखाया कि रोबोमास्क खंडों में स्प्रिंग्स के अलग-अलग तनाव के कारण, उस ऊंचाई और दूरी को बदलने की अनुमति देता है जिससे मुखौटा का अंत खींचा जाता है। यह विशेषता लार्वा में भी देखी गई थी।
शोधकर्ताओं ने नोट किया कि उन्होंने ड्रैगनफ्लाई लार्वा के मुखौटा के तेजी से आंदोलन की प्रकृति के बारे में पिछली परिकल्पनाओं का खंडन किया और दो तरीकों का उपयोग करके नए तंत्र की दक्षता साबित कर दी। साथ ही, उनका मानना है कि तंत्र के अधिक संपूर्ण अध्ययन के लिए और अधिक शोध की आवश्यकता है। विशेष रूप से, उन्हें संदेह है कि तात्कालिक गति के लिए ऊर्जा न केवल रेसिलिन संरचनाओं में, बल्कि आसपास के छल्ली में भी संग्रहीत की जा सकती है। लेखकों का मानना है कि उनके द्वारा बनाए गए लार्वा मास्क के कृत्रिम एनालॉग को रोबोट कूदने के आधार के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।
2019 में, अमेरिकी इंजीनियर प्रकृति में पाए जाने वाले एक और असामान्य तंत्र को 3 डी प्रिंट करने में सक्षम थे - एक क्लिकर केकड़े का पंजा, जो अपनी त्वरित रिलीज और पंजे के एक विशेष आकार के कारण, प्लाज्मा के साथ बुलबुले बनाने में सक्षम है। यह पानी में 200 डेसिबल से अधिक के जोर के स्तर के साथ एक ध्वनि पैदा करता है, जो बहरा हो जाता है, और कभी-कभी क्रेफ़िश के शिकार को भी तुरंत मार देता है।
