Наблюдать, как ее кошка облизывает толстое одеяло из микрофибры и тут же высовывается язык, — все, что потребовалось, чтобы вдохновить Алексис Ноэль, докторантуру в области машиностроения, работающую в лаборатории Hu Biolocomotion Lab в Технологическом институте Джорджии, исследовать странные «шипы», которые она заметила. помогая распутать ее кошку.Если вы никогда не смотрели на кошачий язык, представьте, что он покрыт крошечными крючками в виде липучки, и, когда он скользит по шерсти, эти крючки цепляются за путаницу и заедают. «Когда кошачий язык ударяется о корягу, он тянет за крючки, которые вращаются, чтобы проникнуть в коряги еще дальше. Подобно ракете с тепловым наведением для коряги, подвижность крючка позволяет кошке лучше распутывать спутанные клубки», — сказал Ноэль.Во время 69-го ежегодного собрания Отделения гидродинамики (DFD) Американского физического общества, которое состоится 20-22 ноября в Портленде, штат Орегон, Ноэль расскажет об этой концепции, которую она сравнивает с использованием жестких щеток по сравнению с мягкими, и о том, что это значит. может включить.
«У типичной расчески для волос есть шипы, которые торчат прямо. Когда волосы собираются на щетке, они образуют толстый слой, который необходимо удалить вручную», — объяснил Ноэль. «Для сравнения, гибкие кошачьи шипы облегчают чистку. Когда они не используются, шипы на кошачьем языке почти плоско прилегают к его поверхности, как перекрывающиеся черепицы. Эта конфигурация обеспечивает отверстия в одном направлении, что позволяет спутывать шерсть. вокруг щетины, которую нужно удалить одним движением пальца.
Эти отверстия обращены к кошачьему горлу и [являются] причиной того, почему кошки глотают свою шерсть и в конечном итоге остаются комками шерсти ".Перенеся эту концепцию в лабораторию и используя оборудование для макро- и высокоскоростной видеосъемки, Ноэль и его коллеги смогли увеличить масштаб и наблюдать уникальную форму и гибкость шипов языка во время ухода. «По форме и остроте это напоминает мне кошачьи когти. И это открывает еще один вопрос, почему все когти имеют такую ??одинаковую форму», — сказал Ноэль.Чтобы помочь в изучении своих теорий, исследователи стали первой группой, которая распечатала трехмерную имитацию кошачьего языка в масштабе 400%.
Что они узнали? «И кошачий язык, и мимика очень хорошо очищают и удаляют путаницы в образцах меха», — сказала она. «Мы также обнаружили, что кошачий язык самоочищается, поэтому волосы под шипами легко удалить, просто проведя щеткой по языку от кончика до кончика».Это может иметь важные последствия для мира мягкой робототехники, в котором исследователи все еще пытаются найти способы, позволяющие мягким материалам захватывать поверхности. «Кошачий язык гибкий, но он может распутывать спутанные волосы», — сказал Ноэль. «Итак, мы пытаемся разработать поверхность, напоминающую кошачий язык, на основе нашей имитирующей 3D-печати. ??Гибкость шипов кошачьего языка может иметь широкое применение — от простой в уходе щетки для волос до очистки ран в медицинской сфере. . "Затем группа планирует изучить, как расстояние между шипами кошачьего языка влияет на сопротивление трения. «Обладая этими знаниями, мы можем разработать щетку для волос, подходящую для ухода за людьми», — сказал Ноэль. «Мы также хотели бы изучить языки тигров, львов и других крупных кошек, чтобы понять, как шипы языка распространяются по всему семейству кошачьих».
Тем временем Ноэль и его коллеги планируют разработать технологию имитации кошачьего языка через Инновационный корпус Технологического института Джорджии и поговорить с потребителями, специалистами по красоте и специалистами по медицинскому оборудованию в США о возможностях применения. «Мы уже подали форму раскрытия информации о технологии и намерены подать патент в течение следующего года», — добавила она.