Öntisztuló robotokat is inspirálhat az állati szőrzet

állatok, szőrzet
Vágólapra másolva!
Ha megértjük, miképpen tartják tisztán magukat az állatok, képesek leszünk olyan műszaki eszközöket tervezni, amelyek működésük során nem piszkolódnak be.
Vágólapra másolva!

Néha a szemünk előtt lévő dolgok a legrejtélyesebbek. Ez vezethette az amerikai Georgia Műszaki Egyetem kutatóit, akik több mint kéttucat tudományos tanulmány összevetésével, valamint 27 emlős- és rovarfaj vizsgálatával próbáltak választ adni arra az egyszerűnek látszó kérdésre, hogy miképpen tartják tisztán magukat az állatok.

A kutatók azt vizsgálták, hogy miképpen tartják tisztán magukat az állatok Forrás: Wikimedia Commons

A kutatás eredményei lehetőséget teremtenek arra, hogy fontos műszaki eszközeink, például egyes szenzorok, robotok és drónok működését ne veszélyeztesse a menet közben felületükre rakódó por, pollen vagy más piszok. A tanulmány a Journal of Experimental Biology folyóiratban jelent meg.

Meglepően szőrösek az állatok

Az amerikai kutatók először az egyes fajok szőrösségét vizsgálták. Gondolta volna, hogy a mézelő méh és a mókus testét egyaránt tízmillió szőrszál borítja?

És ez még nem is sok a pillangóhoz vagy a molylepkéhez képest, amely tízmilliárd szőrszállal rendelkezik.

A mi fejünkön jó esetben százezer hajszál van.

Háziméh (Apis mellifera) Forrás: Wikimedia Commons

"Evolúciójuk során az állatok valószínűleg azért lettek szőrösek, mert az segít melegen tartani őket. Ám a bunda kényelmetlenséget is okoz: minél több ugyanis a szőrszál, annál nagyobb a fajlagos felületük, amelyen megtapadhat a szennyeződés", mondta David Hu, a Georgia Egyetem professzora, a kutatás társszerzője.

Mi a közös egy macskában és egy pingpongasztalban?

Ki kellene számolni, mennyi a fajlagos felülete egy-egy állatnak. Ez mutatja meg ugyanis, hogy mekkora felületen tapadhat meg kosz az állaton, – gondolta Hu és mérnök-doktorandusza, Guillermo Amador.

Minél szőrösebb egy állat, annál nagyobb az összesített, azaz fajlagos felülete, hiszen a bőr felszínéhez hozzá kell adni minden egyes szőrszál felszíni területét is.

A fajlagos felület százszorosa is lehet a bőrfelszín méretének.

A macska fajlagos felülete egy pingpongasztal felületével egyezik meg Forrás: Wikimedia Commons

Számításaik szerint a méh fajlagos felülete megfelel egy szelet toast-kenyérnek. A macskáé egyezik egy pingpongasztal felületével, a csincsilláé pedig egy terepjáróéval. A hódnak nagyjából háromszázmillió szál szőr borítja a testét, ennyi lakosa van az Egyesült Államoknak.

A világ legsűrűbb szőrzetű állata a tengeri vidra:

testét akár nyolcszázmillió szál szőr is boríthatja,

négyzetcentiméterenként 26 000–165 000 szálas sűrűséggel – ennek megfelelően a vidra fajlagos felülete egyenlő egy jéghokipályáéval.

Nem mindegyik állat tisztálkodik "zöld" módon

Minél nagyobb a fajlagos felület, annál nagyobb feladat tisztán tartani. Az állatok egy sor stratégiát fejlesztettek ki a tisztálkodásra, és viccesen hangzik, de ezek közül némelyik nem megújuló forráson alapul, vagyis energiaigényes.

A kutya úgy rázza le a hátára jutott vízcseppeket, mint egy centrifuga Forrás: Flickr/Angus Chan

"A kutya úgy rázza le a hátára jutott vízcseppeket, mint egy centrifuga – mondta Amador. – A méh sörtés lábaival takarítja le a testére és szemére tapadt virágport. A muslica a fején és a torán lévő szőrszálakkal valósággal kilövi a rá tapadt piszkot, méghozzá olyan gyorsulással, ami ötszázszorosa a Föld gravitációjának."

Néha furcsa eszközök segítenek

A szerencsésebb állatoknak nem kell óriási energiákat fordítani a tisztálkodásra, mert az magától bekövetkezik.

Az emlősök szempillája például nemcsak a szem körüli légáramlatokat enyhíti, hanem eltereli a szem felé tartó piszokszemcséket is. A kabóca szárnyán apró tüskék vannak, amelyek úgy pukkasztják ki a levegőben lebegő baktériumokat, mint mi egy léggömböt.

Ezeket a valóban megújulónak tekinthető, plusz energiát nem igénylő technikákat már alkalmazhatjuk műszaki eszközeink fejlesztéséhez.

Különösen az önjáró szerkezeteket fenyegeti gyakran az a veszély, hogy szennyeződés miatt meghibásodnak Forrás: ESA-PRODUCTION AOES medialab/ESA-AOES medialab/Aoes Medialab M.Thiebaut

"A környezettel való interakció piszkolódással jár. Ha megértjük e biológiai rendszerek működési elvét, mint például a szempilla esetében, akkor azokból ötleteket meríthetünk ahhoz, hogy csekély energiabefektetéssel tisztán tartsuk értékes műszereinket, gépeinket", mondta Hu.

Különösen az önjáró szerkezeteket, például a Marsra küldött rovereket fenyegeti gyakran az a veszély, hogy szennyeződés miatt meghibásodnak.