Τα χταπόδια είναι γνωστά για την ικανότητά τους να περνάνε από κενά που φαίνονται πάρα πολύ μικρά.
Οι επιστήμονες έχουν πλέον χαρτογραφήσει τον τρόπο με τον οποίο το καταφέρνουν, διαπιστώνοντας ότι τα χταπόδια οργανώνουν τα οκτώ πλοκάμια και το μαλακό σώμα τους σε μια ακολουθία κινήσεων που αλλάζει όταν το άνοιγμα γίνεται πιο στενό — μια στρατηγική που θα μπορούσε να προσφέρει διδάγματα για ρομπότ σχεδιασμένα να εισέρχονται σε περιορισμένους χώρους.
Σε αντίθεση με τους ανθρώπους και άλλα ζώα, τα χταπόδια έχουν εξαιρετικά ευέλικτα σώματα που βασίζονται σε αυτό που οι επιστήμονες αποκαλούν «μυϊκό υδροστάτη», ένα σύστημα μυών που παρέχει τόσο στήριξη όσο και κίνηση χωρίς οστά.
Τα οκτώ επιδέξια πλοκάμια τους μπορούν να κάμπτονται και να επιμηκύνονται, ενώ ο κεντρικός μανδύας τους μπορεί να αλλάζει σχήμα. Το κυκλοφορικό σύστημα του ζώου είναι επίσης προσαρμοσμένο στις παραμορφώσεις: τα κύρια αιμοφόρα αγγεία διαθέτουν μυϊκά συστήματα άντλησης που βοηθούν στη διατήρηση της τοπικής ροής του αίματος, ακόμη και όταν ένα τμήμα του σώματος συστέλλεται.
«Στη φύση, τα χταπόδια έχουν την ικανότητα να κινούνται μέσα από χώρους μικρότερους από το σώμα τους, μια ικανότητα που ονομάζεται συμπεριφορά συμπίεσης», δήλωσε ο Wenci Xin, ερευνητής στο Εργαστήριο Μαλακής Ρομποτικής του Εθνικού Πανεπιστημίου της Σιγκαπούρης και ένας από τους συγγραφείς της μελέτης, η οποία δημοσιεύθηκε στο Journal of Experimental Biology. «Ερευνήσαμε αν υπάρχει ένα γενικό μοτίβο στον τρόπο με τον οποίο αυτά τα ζώα επιδεικνύουν αυτή τη συμπεριφορά, το οποίο θα μπορούσε να εφαρμοστεί σε ρομπότ στο μέλλον».
Οι μέθοδοι που χρησιμοποιούν τα χταπόδια για να περνάνε μέσα από στενούς χώρους
Οι ερευνητές κατέγραψαν βίντεο από τρία ημι-ενήλικα κοινά χταπόδια που περνούσαν μέσα από ένα ρυθμιζόμενο άνοιγμα. Διέκριναν δύο βασικές στρατηγικές: μια διαδικασία τριών βημάτων που χρησιμοποιούσαν τα χταπόδια όταν το άνοιγμα ήταν ευρύτερο από την απόσταση μεταξύ των ματιών του ζώου, και μια διαδικασία τεσσάρων βημάτων που χρησιμοποιούσαν όταν το άνοιγμα ήταν στενότερο.
«Στην αρχή, περιμέναμε τα ζώα να χρησιμοποιούν την ίδια στρατηγική. … Μας εξέπληξε όταν διαπιστώσαμε ότι η στρατηγική άλλαζε», είπε ο Xin.
Στη διαδικασία των τριών βημάτων, ένα χταπόδι πρώτα εξερευνούσε το άνοιγμα με ένα πλοκάμι, έβαζε μέσα αρκετά ακόμη πλοκάμια και, στη συνέχεια, χρησιμοποιούσε τα πλοκάμια που είχε εισάγει για να σπρώξει τα υπόλοιπα πλοκάμια, το κεφάλι και τον μανδύα μέσα. Όταν το άνοιγμα ήταν πιο στενό, το χταπόδι πρόσθετε ένα επιπλέον βήμα, τραβώντας τα υπόλοιπα πλοκάμια πριν περάσει ξεχωριστά το κεφάλι και τον μανδύα του.
Δεν είναι σαφές τι καθορίζει το στενότερο κενό από το οποίο μπορεί να περάσει ένα χταπόδι. Το ράμφος του ζώου, το οποίο λειτουργεί ως σιαγόνες και αποτελεί το μόνο άκαμπτο μέρος του σώματός του, θεωρείται από καιρό ο περιοριστικός παράγοντας, αλλά ο Xin ανέφερε ότι τα πειράματα υποδηλώνουν ότι μπορεί αντίθετα να είναι το μέγεθος των πλοκαμιών κοντά στο σώμα.
Για ένα χταπόδι, το να στριμώχνεται σε στενούς χώρους μπορεί να προσφέρει μια οδό διαφυγής και πρόσβαση σε θήραμα που άλλα θαλάσσια πλάσματα δεν μπορούν να φτάσουν εύκολα.
«Η ιδέα είναι ότι τα χταπόδια χρησιμοποιούν την αίσθηση της αφής στα πλοκάμια τους για να διερευνήσουν το άνοιγμα», δήλωσε ο Michael Kuba, βιολόγος στο Πανεπιστήμιο Federico II της Νάπολης και συν-συγγραφέας της μελέτης.
Το μέλλον της ρομποτικής μέσα από τη συμπεριφορά των χταποδιών;
Τα διάφορα είδη χταποδιών ενδέχεται να μην αντιμετωπίζουν τους στενούς χώρους με τον ίδιο τρόπο. Το κοινό χταπόδι εντοπίζεται στα παράκτια νερά, ιδίως γύρω από βραχώδεις ακτές, όπου υπάρχουν πολλές τρύπες από τις οποίες μπορεί να περάσει, ανέφερε ο Kuba. Τα είδη που ζουν σε αμμώδεις βυθούς ή εκείνα με πολύ διαφορετικά σχήματα σώματος και μήκη πλοκαμιών ενδέχεται να χρησιμοποιούν διαφορετικές στρατηγικές για να περάσουν από τα ανοίγματα, πρόσθεσε ο Kuba.
Οι ερευνητές ελπίζουν ότι η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τα χταπόδια επιλύουν αυτό το πρόβλημα θα μπορούσε να βοηθήσει τους μηχανικούς να σχεδιάσουν πιο ευέλικτα ρομπότ για την πλοήγηση σε παρόμοια στενά περάσματα.
Τα ρομπότ έρευνας και διάσωσης που έχουν σχεδιαστεί για να κινούνται μέσα σε συντρίμμια είναι συχνά μακρόστενα, επειδή χρειάζονται μικρή διατομή για να περάσουν από στενά περάσματα, ανέφερε ο Xin. Ένα ρομπότ εμπνευσμένο από το χταπόδι θα μπορούσε ενδεχομένως να μεταφέρει περισσότερο εξοπλισμό, με εύκαμπτους βραχίονες εξοπλισμένους με διαφορετικούς αισθητήρες, εργαλεία ή συσκευές επικοινωνίας, πρόσθεσε ο Xin.
Η κατασκευή ενός τέτοιου ρομπότ αποτελεί μια τεχνική πρόκληση: οι βραχίονές του θα πρέπει να είναι αρκετά μαλακοί ώστε να χωράνε μέσα από στενά ανοίγματα, αλλά και αρκετά ισχυροί και ευκίνητοι ώστε να κάμπτονται, να στρίβουν και να τεντώνονται ενώ τραβούν το υπόλοιπο σώμα, είπε ο Xin. Οι συμβατικοί ενεργοποιητές που απαιτούνται για τον έλεγχο τέτοιων πολύπλοκων κινήσεων συνήθως προσθέτουν άκαμπτα εξαρτήματα, καθιστώντας το ρομπότ πιο δύσκαμπτο.
Για τον Kuba, η μελέτη υπογραμμίζει επίσης πόσα πολλά μένουν ακόμη να μάθουμε για τα ίδια τα ζώα.
«Οι άνθρωποι αισθάνονται έλξη προς τα χταπόδια ως την «απαλή νοημοσύνη» του ωκεανού», δήλωσε ο Kuba. «Όμως γνωρίζουμε πολύ λίγα για το πώς ζει το χταπόδι την καθημερινότητά του».
Με πληροφορίες από Reuters
