O elefante tem um segredo escondido bem no nariz.
Seu famoso tronco, cheio de músculos e desprovido de ossos, pode se mover em um número virtualmente infinito de direções e é capaz de realizar uma série de tarefas, como arrancar folhagens e aspirar água e tortilhas. Essas habilidades inspiraram os amantes da natureza, bem como os engenheiros que trabalham para construir robôs capazes de feitos semelhantes de flexibilidade e força.
Mas o tronco é mais do que mero músculo, e suas habilidades também podem depender de algo óbvio, mas muitas vezes ignorado: a pele do apêndice.
Dentro um estudo publicado na segunda-feira no The Proceedings of the National Academy of Sciencesos pesquisadores relatam que, devido às principais diferenças na flexibilidade da pele em diferentes zonas, a tromba de um elefante se estende mais na parte superior voltada para fora do que na parte inferior, mais próxima da boca.
O baú é “uma multiferramenta musculosa que pode fazer todas essas coisas, mas uma das ferramentas que tem no bolso traseiro é toda essa pele diferente”, disse André Schulzdoutorando em engenharia mecânica no Georgia Institute of Technology e autor do novo estudo.
Como parte de uma colaboração contínua com O Zoológico de AtlantaSchulz e seus colegas desafiaram dois elefantes africanos – um macho e uma fêmea – a alongar horizontalmente suas trombas para pegar comida colocada longe.
A simplicidade desse movimento de alcance desmente a complexidade do que o tronco precisa fazer.
Quando visto em uma câmera de alta velocidade, a tromba do elefante não se estende uniformemente como outros apêndices musculares, como braços de polvo ou sua língua. Em vez disso, o tronco se desloca para fora, com a ponta se estendendo primeiro, seguida pela metade frontal do tronco.
Os pesquisadores levantam a hipótese de que esse comportamento telescópico pode ser mais eficiente em termos energéticos do que mover todo o tronco. Se o tronco fosse dividido em quartos, há cerca de um litro de músculo na ponta, mas colossais 22 litros de músculo na base, o que seria pesado e intensivo em energia se o movimento fosse mais uniforme.
E com análises ainda mais detalhadas, os pesquisadores notaram “assimetrias estranhas surgindo em todos os lugares, como se as coisas fossem diferentes no topo e no fundo”, disse Schulz. À medida que a tromba do elefante se alongava, a metade voltada para fora se estendia 15% mais do que a metade voltada para o chão.
“Ainda me lembro de ter corrido literalmente para o escritório do meu conselheiro sendo um idiota com meu laptop na mão para mostrar a ele alguns desses resultados porque é muito surpreendente”, disse Schulz.
Inicialmente, os pesquisadores pensaram que essa diferença de cima para baixo no alongamento do tronco era um erro, mas testes mecânicos posteriores acabaram com essas dúvidas.
Quando eles estenderam amostras de pele retiradas de uma tromba congelada que foi preservada de um elefante que morreu em um zoológico, os pesquisadores descobriram que a pele no topo da tromba, com suas longas dobras, era 15% mais flexível do que a coberta de rugas. pele do fundo do tronco.
Essas diferentes características correspondem às distintas funções que a pele oferece. A superfície superior da tromba de um elefante precisa de proteção contra o sol, assim como contra outros animais, e tem essa “armadura flexível como Kevlar que tem essas dobras profundas que são muito, muito facilmente extensíveis”, disse Schulz. Por outro lado, a parte inferior do tronco é coberta por rugas menores e usada para segurar e mover objetos, mas raramente vê a luz do dia.
O novo estudo é um bom lembrete do “envolvimento da própria pele na biomecânica”, disse Michel Milinkovitchprofessor da Universidade de Genebra que realizou pesquisas sobre o complexidade biomecânica de trombas de elefante.
Para os engenheiros que se inspiram nos elefantes, é essencial perceber que eles não devem se concentrar apenas nos motores de seus robôs e outros materiais internos, mas também pensar em “brincar com a geometria do envoltório”, disse o Dr. Milinkovitch, que não esteve envolvido no estudo. “Ninguém ainda incorporou isso em robôs reais”, acrescentou.
Embora a pesquisa descubra novas possibilidades para futuros robôs que imitam com mais precisão os poderes da tromba do elefante, também ressalta a importância da conservação das espécies ameaçadas de extinção que melhor sabem como manejar esses instrumentos maravilhosos.
“A bioinspiração é ótima até que não exista nenhum dos animais dos quais estamos obtendo bioinspiração”, disse Schulz.
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