torstai 16. marraskuuta 2017

Älykkäästi suunniteltu pääkallo auttaa pyöriäistä uhmaamaan fysiikan lakeja

Pyöriäisellä on ällistyttäviä kykyjä. Kuva: Rene, public domain.




Joel Kontinen

Pyöriäiset käyttävät delfiinien tavoin kaikuluotainta etsiessään syötäviä kaloja. Niillä on ällistyttävä kyky keskittää ääniaallot suoraa kohteeseen.

Niiden pääkallon luu, ilma ja kudokset toimivat metamateriaalin tavoin.

Tällainen materiaali uhmaa tavanomaisia fysiikan lakeja. Pyöriäinen muuttaa sen avulla kohdentamattomat ääniaallot kapeaksi, kohdistetuksi laserääneksi.

Yu Zhang kollegoineen on tutkinut pyöriäisten aivoja tietokonetomografialla ja kehittänyt matemaattisen mallin, joka kuvaa niiden kykyä kehittää ja hallita ääniaaltoja.

Tutkimuksella on myös biomimettinen ulottuvuus. Insinöörit toivovat voivansa pyöriäisten käyttämällä tekniikalla suunnitella muuntajia, jotka muuttavat sähköimpulssit ääniaalloiksi tehokkaammin. Näin he pystyisivät valmistamaan pienempiä muuntajia.

Ihminen on jo pitkään etsinyt inspiraatiota luonnossa ilmenevistä nerokkaista ratkaisuista. Esimerkiksi majavan turkki, kissan viikset, hain evät ja gekkon jalka ovat innoittaneet entistä kätevämpiä, parempia tuotteita, jotka joissain tapauksissa myös säästävät kuluttajien pennosia tai jopa euroja.

Lähde:

Wong, Sam. 2017. Porpoises twist laws of physics to aim their focused sonar beams. New Scientist (15.11.).