সেকেন্ড বে স্টুডিও এবং রায় ক্যালডওয়েল / হার্ভার্ড সিইএস
ম্যান্টিস চিংড়ির প্রকৃতির সবচেয়ে শক্তিশালী, দ্রুততম ঘুষি রয়েছে – একই স্তরে উত্পন্ন শক্তি .22 ক্যালিবার বুলেট। এটি জীবকে বিজ্ঞানীদের জন্য একটি আকর্ষণীয় বস্তুতে পরিণত করে যারা বায়োমেকানিক্স সম্পর্কে আরও জানতে চায়। অন্যান্য উদ্দেশ্যে, এটি ছোট রোবটগুলির দিকে পরিচালিত করতে পারে যা সমানভাবে দ্রুত এবং শক্তিশালী আন্দোলন করতে পারে। এখন হার্ভার্ড বিশ্ববিদ্যালয়ের গবেষকদের একটি দল ম্যান্টিস চিংড়ির শক্তিশালী সংযোজনের জন্য একটি নতুন বায়োমেকানিক্যাল মডেল এবং এই আন্দোলনের অনুকরণে একটি ছোট রোবট তৈরি করেছে। সর্বশেষ পোস্ট ন্যাশনাল একাডেমি অব সায়েন্সেস (পিএনএএস) এর প্রসিডিং প্রকাশিত হয়েছে।
“প্রকৃতিতে আমরা যেসব উল্লেখযোগ্য আচরণ দেখতে পাই, বিশেষ করে যখন এই আচরণগুলো মানুষের তৈরি যন্ত্রের সাহায্যে অর্জন করা যায় বা অতিক্রম করে, তখন আমরা বিস্মিত হই।” প্রধান সম্পাদক রবার্ট উড বলেছেন হার্ভার্ড বিশ্ববিদ্যালয়ের জন এ পলসন স্কুল অফ ইঞ্জিনিয়ারিং অ্যান্ড অ্যাপ্লায়েড সায়েন্সেস (SEAS) এর রোবটিস্ট। “উদাহরণস্বরূপ, একটি ম্যান্টিস চিংড়ির গতি এবং শক্তি একটি জটিল পদ্ধতির ফলাফল। একটি রোবটিক মডেল তৈরি করে যা একটি ম্যান্টিস চিংড়ি ধারণ করে, আমরা এই প্রক্রিয়াগুলি অভূতপূর্ব বিশদে অধ্যয়ন করতে পারি।”
উডের গবেষণা দল যখন কয়েক বছর আগে এটি তৈরি করেছিল তখন শিরোনাম হয়েছিল রোবোবি, একটি ছোট রোবট যা আংশিকভাবে সংযোগ বিহীন ফ্লাইটে সক্ষম। এই উদ্যোগের মূল লক্ষ্য হল খেলার মধ্যে পোকামাকড়ের পরিবর্তিত আকার বিবেচনায় নিয়ে ক্রমাগত সংযোগ বিহীন উড়তে সক্ষম ছোট আন্তconসংযুক্ত রোবটের একটি দল তৈরি করা। 2019 সালে উড গ্রুপ তাদের কৃতিত্ব ঘোষণা করেছে সবচেয়ে পোকামাকড়-স্কেল রোবট-রোবোবি এক্স-উইং-এর একটি উন্নত সংস্করণ যা কখনও অবিচ্ছিন্ন, সংযোগবিহীন ফ্লাইট অর্জন করেছে। (কেনি ব্রেয়ার, প্রকৃতিতে লিখেছেন, বর্ণিত “সিস্টেম ডিজাইন এবং ইঞ্জিনিয়ারিং এর একটি ট্যুর ফোর্স হিসাবে”)।
এখন, উডের দলটি ম্যান্টিস চিংড়ির প্রভাবের বায়োমেকানিক্সের দিকে মনোনিবেশ করেছে। আমরা আগে রিপোর্ট করেছি, ম্যান্টিস চিংড়ি বিভিন্ন বৈচিত্র্যে আসে; প্রায় 450 প্রজাতি পরিচিত। যাইহোক, তারা সাধারণত দুই প্রকারে বিভক্ত হতে পারে: যারা বর্শার মতো সংযুক্তি (“বর্শা”) দিয়ে তাদের শিকারকে ছুরিকাঘাত করে এবং যারা বড়, গোলাকার এবং হাতুড়ির মতো নখ (“ক্রাশার”) দিয়ে তাদের শিকারকে আঘাত করে। 51 মাইল) এবং শক্তিশালী, প্রায়ই জলে ক্যাভিটেশন বুদবুদ তৈরি করে, একটি শক ওয়েভ তৈরি করে যা পরবর্তী আঘাতের মতো কাজ করতে পারে, আশ্চর্যজনক এবং কখনও কখনও শিকারীকে হত্যা করতে পারে। sonoluminescence, এভাবে ক্যাভিটেশন বুদবুদ ভেঙে যাওয়ার ফলে একটি ছোট আলো নির্গত হয়।
অনুসারে 2018 গবেষণা, এই শক্তিশালী আঘাতের রহস্য বড় মাংসপেশী থেকে আসে না, কিন্তু ধনুক এবং তীর বা মাউস ফাঁদ-এর মত চিংড়ির অস্ত্রের বসন্ত শারীরবৃত্তীয় গঠন থেকে আসে। চিংড়ির মাংসপেশী বাহুতে একটি স্যাডেল-আকৃতির কাঠামোর মধ্যে বাঁক দেয়, যার কারণে বাহুর মতো নখ ফুলে যায় এবং সম্ভাব্য শক্তি সঞ্চয় করে। এটি মূলত একটি মণ্ডলের মত প্রক্রিয়া (টেকনিক্যালি, একটি ল্যাচ-মধ্যস্থ নম নম আন্দোলন বা ল্যামসা) যার পেশী টেন্ডনে একটি ছোট কাঠামো থাকে যাকে স্কেলেরাইটিস বলে, যা একটি ল্যাচের মত কাজ করে।
এটি খুব ভালভাবে বোঝা যায়, এবং বেশ কয়েকটি ছোট জীব রয়েছে যা একটি অনুরূপ লকিং পদ্ধতির মাধ্যমে খুব দ্রুত চলাচল করতে পারে: উদাহরণস্বরূপ, ব্যাঙের পা এবং গিরগিটির জিহ্বা, সেইসাথে পিঁপড়ার চোয়াল এবং বিস্ফোরক উদ্ভিদের বীজ। যাইহোক, জীববিজ্ঞানীরা যারা বছরের পর বছর ধরে এই প্রক্রিয়াগুলি অধ্যয়ন করছেন তারা ম্যান্টিস চিংড়িতে অস্বাভাবিক কিছু খুঁজে পেয়েছেন – খোলার এবং বন্ধ করার সময় এক মিলিসেকেন্ডের বিলম্ব।
“যখন আপনি একটি অতি-উচ্চ গতির ক্যামেরায় একটি আশ্চর্যজনক প্রক্রিয়া দেখেন, তখন স্ক্লেরাইটদের মুক্তি এবং সংযুক্তির বহিস্কারের মধ্যে একটি বিলম্ব হয়।” প্রথম সহ-লেখক নাক-সিউং (প্যাট্রিক) হিউন বলেছেন, SEAS এ পোস্টডক্টরাল ছাত্র। “মনে হচ্ছিল যে একটি ইঁদুর একটি মাউসট্রেপ ট্রিগার করেছে, কিন্তু তাৎক্ষণিকভাবে ঝাঁকুনির পরিবর্তে, ঝাঁকুনির আগে একটি লক্ষণীয় বিলম্ব হয়েছে। অবশ্যই, অন্য একটি প্রক্রিয়া রয়েছে যা সংযুক্তি রাখে, কিন্তু কেউ বিশ্লেষণগতভাবে বুঝতে পারে না যে অন্যটি কীভাবে প্রক্রিয়া কাজ করে।
স্টেইনহার্ড এবং অন্যান্য, 2021
ম্যান্টিস চিংড়ির এইরকম দ্রুত ত্বরণের জন্য বিশেষ পেশী নেই, তাই জীববিজ্ঞানীরা পরামর্শ দিয়েছেন যে স্ক্লেরাইটগুলি কেবল প্রাথমিক খোলার জন্য দায়ী, যখন বাহুর কাঠামোর জ্যামিতি একটি সেকেন্ডারি ল্যাচের ভূমিকা পালন করে যা বাহুর গতিবিধি নিয়ন্ত্রণ করে। সহ-লেখক এমা স্টেইনহার্ড্ট আরসকে বলেন, “ধারণাটি হল যে সংযোগের নকশা নিজেই হল যে আপনি শক্তি সঞ্চয় করতে পারেন এবং এটি কেবল একটি ইনপুট আন্দোলনের মাধ্যমে ছেড়ে দিতে পারেন।” “এটি এই জ্যামিতিক ল্যাচ যা এই সমস্ত শক্তি প্রকাশ করে।” স্টেইনহার্ড, হিউন এবং অন্যান্য সহ-লেখকরা এই অনুমান নিয়ে পরীক্ষা-নিরীক্ষা শুরু করেন।
ম্যান্টিস চিংড়ি সম্পূরকের রোবট সংস্করণের জন্য, তারা পপ-আপ বই (পপ-আপ বই এমইএমএস) দ্বারা অনুপ্রাণিত একটি অনন্য উত্পাদন প্রক্রিয়ার উপর নির্ভর করেছিল যা উড গ্রুপ রোবোবি তৈরি করতে ব্যবহার করেছিল। এটি সোজা স্তর থেকে নকশাগুলি কাটা, স্তরগুলি স্থাপন করা এবং স্তরগুলিকে একসাথে আঠালো করা এবং তারপরে তাদের পছন্দসই আকারগুলিতে ভাঁজ করা জড়িত। পাইজোইলেক্ট্রিক অ্যাকচুয়েটর দিয়ে একটি ছোট ধরনের “কৃত্রিম পেশী” তৈরি করা যায় এবং পাতলা প্লাস্টিকের কব্জা ঘূর্ণনশীল গতির জন্য চমৎকার সংযোগ প্রদান করে। তারপর তারা দুটি ভিন্ন লোডিং অবস্থার অধীনে বায়ু এবং জল উভয় ক্ষেত্রে অসংখ্য পরীক্ষা -নিরীক্ষা চালায়।
তারা চারটি ভিন্ন বিস্ময়কর পর্যায় সনাক্ত করতে সক্ষম হয়েছিল এবং নিশ্চিত করেছিল যে এটি আসলে মেকানিজমের জ্যামিতি যা স্ক্লেরাইটদের দ্বারা প্রথম খোলার পরে দ্রুত ত্বরণ সৃষ্টি করেছিল। ছোট রোবটিক মেকানিজমের কার্যকারিতা একটি ম্যান্টিস চিংড়ির স্তরে ছিল না, তবে সংযোজনগুলি বাতাসে প্রতি সেকেন্ডে 26 মিটারে পৌঁছেছিল, যা 0 থেকে 58 মাইল পর্যন্ত মাত্র 4 মিলিসেকেন্ডে ভ্রমণকারী গাড়ির সমতুল্য। প্রকৃত প্রাণীর মতো ভালো না হলেও এটি এখনও চিত্তাকর্ষক।
গ্রেগ ফ্রিবার্ন এবং এমা স্টেইনহার্ড্ট / হার্ভার্ড SEAS
যানটির গুরুত্ব হতে পারে: ক গত বছর পড়াশোনা তিনি আবিষ্কার করেছিলেন যে ম্যান্টিস চিংড়ি বাতাসে অর্ধেক গতিতে ঘুষি মেরেছে, পরামর্শ দেয় যে ম্যান্টিস চিংড়ি পরিবেশের উপর নির্ভর করে তার আশ্চর্যজনক আচরণকে সঠিকভাবে নিয়ন্ত্রণ করতে পারে। হিউনের মতে, তাদের পরীক্ষা-নিরীক্ষাকে জল-ভিত্তিক পরীক্ষায় “অতিরিক্ত ভর প্রভাব” বলা হত। “তরল মেকানিক্সে, যখন আপনি সত্যিই দ্রুত গতিতে চলে যাচ্ছেন, তখন আপনি একটি ভারী ভরকে চাপ দিচ্ছেন,” আর্স বলেছিলেন। রোবোবি পরীক্ষায় এই প্রভাবটি ছিল ন্যূনতম কারণ এটি বাতাসে কাজ করে, কিন্তু জলের মধ্যে ম্যান্টিস চিংড়ির আঘাতের মডেলিং করার সময় এটি একটি গুরুত্বপূর্ণ পরিবর্তনশীল।
লেখকরা লিখেছেন যে খোলার এবং বন্ধ করার মধ্যে সংক্ষিপ্ত বিলম্ব হল “একটি খুব গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য যা যোগাযোগ ব্যবস্থার পরিধান ছাড়াই পুনরাবৃত্তি এবং অত্যধিক ব্যবহারের অনুমতি দেয়।” সামনের দিকে, তারা অন্যান্য প্রজাতি সম্পর্কে আরও জানার জন্য শারীরিক এবং বিশ্লেষণাত্মক মডেলিংয়ের সমন্বয়ের কৌশল প্রসারিত করার আশা করে, যেমন চোয়াল পিঁপড়ার মৌলিক প্রক্রিয়া বা ব্যাঙের লাফ।
“এই কাজটি দেখায় যে আন্তiscবিভাগীয় সহযোগিতা অনেক ক্ষেত্রে আবিষ্কার করতে পারে।” সহ-লেখিকা শীলা পাটেক বলেছেন, ডিউক বিশ্ববিদ্যালয়ের একজন জীববিজ্ঞানী। “একটি ভৌত মডেল তৈরির প্রক্রিয়া এবং একটি গাণিতিক মডেল তৈরির প্রক্রিয়াটি আমাদের ম্যান্টিস চিংড়ি স্ট্রাইক মেকানিক্সের ধারণাকে পুনর্বিবেচনার দিকে পরিচালিত করেছে এবং আরও বিস্তৃতভাবে জানার জন্য যে কিভাবে জীব এবং সিন্থেটিক সিস্টেম জ্যামিতি ব্যবহার করতে পারে অতিরিক্ত শক্তি প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ করতে।”
DOI: PNAS, 2021। 10.1073 / pnas.2026833118 (DOI সম্পর্কে)।
রোবটটি ম্যান্টিস চিংড়ির শক্তিশালী প্রভাবের অনুকরণ করে। ভিডিও, জন এ পলসন স্কুল অফ ইঞ্জিনিয়ারিং অ্যান্ড অ্যাপ্লায়েড সায়েন্সেস, হার্ভার্ড ইউনিভার্সিটির সৌজন্যে।
