ساخت موچین با الهام از منقار کلاغ

فرادید | حیواناتی که از ابزار استفاده می‌کنند معمولاً به لحاظ ساختار بدنشان ویژگی‌های خاصی دارند که به آن‌ها اجازه‌ی استفاده از ابزار را می‌دهد. برای نمونه دست‌های انسان و منقار‌های کلاغِ کالدونیا برای محکم گرفتن و دستکاریِ اشیاءِ مختلف عالی هستند. دانشمندان بر اساس شکل منقار ِکلاغ موچینی را مهندسی کردند و دریافتند که نسبت به موچین‌های مرسوم با آن بهتر می‌توان اشیاء را برداشت.

به گزارش فرادید ، انسان‌های اولیه چند میلیون سال پیش نکته جالبی را کشف کردند: تخته‌سنگ چکش خوبی از آب درمی‌آید. این اکتشاف زاده‌ی نبوغ شناختی آن‌ها نبود بلکه انسان‌ها بقدر کافی خوش‌شانس بودند که خصیصه‌های فیزیکیشان، آن‌ها را مستعدِ دستکاری تخته‌سنگ‌ها کند: یعنی دست‌های ماهر برای نگه داشتن تخته‌سنگ و مفاصل انعطاف‌پذیرِ شانه برای پس و پیش کردن سنگ. ۲.۶ میلیون سال بعد، بسیاری از ابزارهای ما (کامپیوترها، ماشین‌ها، چراغ‌قوه‌ها) به همین خصیصه‌های فیزیکی ما متکی است.

تعدادی از حیوانات نیز رفتار‌هایی از خودشان نشان می‌دهند که گویایِ توانایی آن‌ها در استفاده از ابزار است. برای نمونه، گونه‌هایی از نخستی‌های غیرانسان هستند که به لطف ویژگی شانه‌ها و دست‌هایشان می‌دانند چگونه از یک سنگ استفاده کنند یا یک ماهی که می‌تواند به لطف شیار ویژه‌ای که در دهانش وجود دارد از فشار آب برای شلیک به سمت طعمه و شکار آن استفاده کند و البته کلاغ کالدونیای جدید یکی از اندک گونه‌هایی است که در تمام طول سال ابزار می‌سازد و از ابزار استفاده می‌کند.

این مهارت که این کلاغ‌ها به کمک آن ابزار را دستکاری می‌کنند، در میان حیوانات شگفت‌انگیز و بی‌رقیب است. برای مثال، کلاغ‌ها از منقارشان برای ساختن وسایل قلاب‌دار از شاخه‌های زنده استفاده می‌کنند. اگر آن‌ها به این نتیجه برسند که ابزار قلابدار آن‌ها بسیار خوب ساخته شده، آن را ذخیره می‌کنند تا بعداً دوباره از آن استفاده کنند. چیزی که در ساختار بدنی کلاغ وجود دارد و باعث توانایی ابزارسازی او می‌شود، شکلِ منقار آن است که در قیاس با آن دسته از خویشاوندانش که از ابزار استفاده نمی‌کنند به شکل قابل‌توجهی صاف است.

نوک کلاغ گیرایی قوی و دقیقی دارد

سال ۲۰۱۶، تیمی از دانشمندان ژاپنی و نیوزلندی خصیصه‌های منقار کلاغ را با دقت تحلیل کردند. آن‌ها دریافتند که منقارِ بالایی نسبتاً عمیق و کوتاه است و لبه‌ی برشِ مستقیمی دارد و منقار پایینی سفت و متراکم و رو به بالا است. دانشمندان نتیجه گرفتند ترکیب این ویژگی‌ها به کلاغ اجازه‌ی خنثی کردنِ فشار بارگیری دینامیکی حین دستکاری ابزار را می‌دهد و گیرشِ قوی و دقیقی را برای نگهداشتن ایمنِ ابزار در اختیار آن‌ها می‌گذارد و به این ترتیب استفاده از ابزار با هدایت بصری را تقویت می‌کند.

این یافته الهام‌بخشِ تیمی از محققانِ طراحی دیجیتال شد تا به این پرسش پاسخ دهند که آیا انسان‌ها می‌توانند از ساختار منقار کلاغ به عنوان یک ابزار استفاده کنند. هدف تیم رسیدن به طرحی بود که بتواند به عنوان یک انگشت مصنوعی برای برداشتن اشیاء کوچک از قبیل بادام زمینی عمل کند. به همین دلیل، دانشمندان ویژگی‌های منقار کلاغ کالدونیا را با استفاده از مدل‌سازیِ سه بعدی و چاپ سه بعدی بازتولید کردند.

موچین الهام‌گرفته از نوک کلاغ در برداشتن اشیاء بزرگ‌تر بهتر عمل می‌کند

طراحان برای تعیین چگونگیِ مطابقتِ موچین منقارشکل با موچین‌های مرسوم، شرکت‌کنندگان را حین آزمایشِ استفاده از این ابزار زمان‌سنجی کردند. شرکت‌کنندگان ۱۰ مهره‌ی شیشه‌ای با اندازه‌های مختلف (۳، ۶ و ۸ میلی‌متری) را از یک ظرف کشت میکرب به ظرف کشت دیگری حمل کردند. حین برداشتن مهره‌های کوچک‌تر (۳ و ۶ میلی‌متری)، هر دو موچین از انگشت بهتر عمل می‌کردند اما هیچ‌یک از موچین‌ها از دیگری بهتر نبود و با هر دوی آن‌ها در زمان مشابهی می‌شد مهره‌ها را برداشت. با این حال، محدودیتِ موچین‌های مرسوم زمانی آشکار شد که شرکت‌کنندگان تلاش کردند مهره‌های بزرگ‌تر (۸ میلی‌متری) را جابجا کنند. موچین‌های سنتی نمی‌توانستند به سرعتِ انگشتان یا موچینِ منقارشکل مهره‌هایی به این اندازه را بگیرند.

از موچین‌های منقارشکل می‌توان برای برداشتن انواع مختلفی از غذا‌ها استفاده کرد. شاید طراحان در آینده نزدیک در ساخت کارد و چنگال‌ها از موچین منقارشکل الهام بگیرند.

منبع: Bigthink

مترجم: زهرا ذوالقدر