Робота хобота слона у воді.
Як працює хобот слона?
Дослідження, проведене фахівцями Технологічного інституту Джорджії (Georgia Institute of Technology) показало, як слони розширюють ніздрі, щоб створити більше простору в хоботі - в результаті в ньому може поміщатися до дев'яти літрів води. Вимірена і швидкість всмоктування слоном води - вона дуже висока, три літри на секунду.
Мета дослідження - зрозуміти фізику роботи хобота слона: як цей орган використовується для переміщення предметів і маніпулювання повітрям, водою, їжею та іншим. Таке знання може бути корисним - наприклад, у розробці роботів майбутнього.
Стаття «Годування слонів» (Suction feeding by elephants) опублікована в журналі the Royal Society Interface.
«Слони з'їдають близько 400 фунтів (понад 180 кг) їжі на день, але дуже мало відомо про те, як вони використовують свій хобот, щоб збирати їжу і воду протягом 18 годин щодня, - говорить керівник дослідження Ендрю Шульц (Andrew Schulz). - Виявляється, їхні хоботи діють як ємності, здатні при необхідності розширюватися».
Команда Шульца, у співпраці з ветеринарами зоопарку Атланти, вивчала слонів у той час, коли вони їли різні продукти. Великі шматки слон вистачає хоботом, але шматочки фруктів він засмоктує з характерним звуком.
Щоб дізнатися більше про таке всмоктування, дослідники давали слонам шматки ліпельки і вимірювали докладену до шматка їжі силу. Іноді тварина притиснула ліпельку і вдихала, підвішуючи шматок на кінчику хобота, не ламаючи його. В інших випадках слон всмоктував їжу на відстані. Хобот ефективний і у воді, і в повітрі. Вчені вимірюють силу, що додається до кукурудзяної пелюшки.
"Слон використовує хобот як швейцарський армійський ніж, - говорить професор Девід Ху (David Hu), який консультував Шульца. - Він може вловлювати запахи і хапати предмети. В інших випадках він здуває предмети, як повітродувка листя, або засмоктує їх, як пилосос ".
Спостерігаючи за тим, як слони всмоктують рідину з акваріума, вчені змогли визначити тривалість процесу і виміряти об'єм, що всмоктується. Всього за 1,5 секунди хобот приймає 3,7 літра.
Ультразвуковий зонд використовувався для вимірювання стінок хоботу і спостереження за роботою його внутрішніх м'язів тулуба. Скорочуючи ці м'язи, тварина розширює ніздрі на 30 відсотків. Це зменшує товщину стінок хоботу і збільшує його ємність на 64 відсотки.
"Спочатку було незрозуміло: носовий прохід слона відносно малий, і він вдихав більше води, ніж теоретично міг би, - розповідає Шульц. - Тільки коли ми отримали ультразвукові зображення і побачили, як розширюються ніздрі, ми зрозуміли, як він це робить ".
«Досліджуючи механіку і фізику рухів м'язів хоботу, ми можемо застосувати ці фізичні механізми, комбінацію всмоктування і захоплення, у справі створення роботів», - переконаний Шульц.