ساخت شناگرهای ماهر رباتیک با الهام از اسپرم پرتوماهی!

همانطور که پرتوماهی‌ها(Ray Fish) موجودات کمیابی هستند، مشخص شده است که اسپرم آنها نیز در بین حیوانات منحصر به فرد است. دانشمندان اکنون با الهام از اسپرم این حیوان رباتی را ساخته‌اند که ممکن است روزی قادر به شنا کردن در بدن انسان باشند.

بیشتر اسپرم‌ها اساساً از یک سر گِرد مانند بچه قورباغه و یک دُم نرم تشکیل شده‌اند که سر آن در یک جهت ثابت باقی می‌ماند و دُم آن به جلو و عقب می‌رود یا به شکل دایره‌وار می‌چرخد. اما در مورد اسپرم پرتوماهی‌ها چنین نیست.

محققان دانشگاه "سیتی هنگ کنگ" به رهبری دکتر "شن یاجینگ" و "شی جیاهای" به تازگی کشف کرده‌اند که اسپرم پرتوماهی‌ها با چرخاندن سر سفت و سخت و دم نرم خود حرکت می‌کند. علاوه بر این، ساختار سر آن بلند و مارپیچی است که به آن اجازه می‌دهد تا در محیط‌های مایع حرکت کند.

این بدان معناست که این اسپرم‌ها نه تنها می‌توانند سریع‌تر و کارآمدتر از دیگر انواع اسپرم‌ها حرکت کنند، بلکه می‌توانند با تنظیم مستقل نیروی محرکه سر و دم خود، در مایعات با ویسکوزیته‌های مختلف حرکت کنند.

محققان در تجزیه و تحلیل خود دریافتند که سر این اسپرم‌ها به طور معمول حدود ۳۱ درصد از کل نیروی محرکه آنها را تشکیل می‌دهد.

همانطور که در مورد سایر اسپرم‌ها نیز وجود دارد، مواد ژنتیکی قابل انتقال به تخمک درون سر اسپرم قرار دارد و قسمت میانی سر تا دم، انرژی لازم را برای حرکت اسپرم فراهم می‌کند. این قسمت میانی همچنین امکان مانور بیشتر اسپرم را فراهم می‌کند، چرا که باعث می‌شود اسپرم مانند یک آکاردئون خم شود و با چرخاندن همزمان سر و دم خود به سرعت حرکت کند.

علاوه بر این، اگر اسپرم با مانعی غیرقابل عبور مواجه شود، می‌تواند به راحتی با چرخش سر خود در جهت مخالف، از آن دور شود و مسیر دیگری را در پیش بگیرد. این در حالی است که اسپرم‌های دیگر حیوانات قادر به حرکت رو به عقب نیستند.

دکتر "یاجینگ" می‌گوید: چنین روش غیرمتعارفی در نحوه حرکت و رانش اسپرم‌های پرتوماهی‌ها علاوه بر سازگاری زیاد آنها با طیف وسیعی از محیط‌های چسبناک، منجر به توانایی و کارآیی حرکتی برتر آنها می‌شود.

دانشمندان این سیستم حرکتی را "پیشرانه دو مارپیچی ناهمگن"(HDH) نامیدند و آن را در یک ربات با الهام از این اسپرم قرار دادند که به اندازه کافی کوچک است. این ربات متشکل از یک سر مارپیچی ساخته شده از سیم مفتول سفت و سخت، یک دم مفتولی نرم و دو موتور الکتریکی در قسمت میانی است.

این ربات هنگامی که نوبت به حرکت در مایعات مختلف با ویسکوزیته‌های مختلف می‌رسد، نسبت به سایر ربات‌ها سازگارتر، سریع‌تر و کم‌مصرف‌تر است.

امید است که نسخه‌های بسیار کوچک‌تری از ربات "HDH" روزی بتوانند در بدن بیماران شنا کنند و شاید از طریق رگ‌های خونی راه خود را برای رساندن داروهای مختلف به مکان‌های خاص بدن باز کنند.

منبع: ایسنا

4167