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物理学的に超エレガント、猫の水飲みテクニックが解明された

猫が皿や茶碗の水を飲むとき、舌の動きだけで水を掬い上げますよね。

ところが、物理学的に微妙なバランスでもって、水を飲むテクニックが、マサチューセッツ工科大学(MIT)の土木工学者Roman Stockerさんらによって解明されました。

   →舌の動きは超高速:「猫の飲み方」解明(動画) | WIRED VISION,

1秒間に120フレーム撮影できるカメラで、コントラストがわかるようヨーグルトを混ぜた水を飲ませて分析した結果が、Science誌の11月11日号に掲載された。

撮影したところ、ネコの舌は、水面に近づくにつれて裏側に曲がるが、水面には、舌先しか触れていないことがわかった。これまで多くの科学者たちが、猫の舌全体にある突起が水飲みに役立っていると推測してきたが、それは間違っていることがわかったのだ。

ネコの舌は秒速76.2センチメートルという驚くべき速さで動く。ネコは舐める動作を1秒間に3、4回繰り返し、1回の動作でおよそ0.14ミリリットルの液体を飲む。

ネコの舌が口内に戻るとき、液体が舌に引っ張られて水柱ができる。この水柱は、液体を地上に引き戻そうとする重力と、移動する物体は静止させられるまで動き続けるという慣性による力のバランスによって生じている。最初は慣性のほうが大きいので、ネコの舌とともに水柱がもりあがって行くが、次第に重力が優勢になり、水は入れ物のほうに落ちて行く。

「重力と慣性のバランスがちょうど取れて、水柱の大きさが最大になるタイミングがある。そのときに、ネコは舐める動作を行なうのだ」と、Stocker氏は説明する。




研究チームは、猫の舌の機械モデルを研究所で制作しました。
これは、ガラスの皿に水を付着させ、特殊な装置でその皿をすばやく引っ張り上げるというもの。



猫の舌は、柔軟性に富んだ筋肉質の構造をしている、と北カリフォルニア大学で生体力学を専門とするWilliam Kierさん。

「ネコは、舌を伸ばすときに、タコの腕と同じ仕組みを利用している。このような静水力学的仕組みを利用することで、多様で複雑ですばやい動きが可能になっていることをこの研究は明らかにしている」とKier氏は話す。

Kier氏によれば、「象の鼻、舌、触手などは、その長い構造のどの部分を曲げることもできる」といい、ロボット・アームに同じ原理を利用すると、「量や質感がさまざまに異なる物体を持つことのできる柔軟性が得られる」のだという。こうした研究は、カリフォルニア州のClemson大学の研究者Ian Walker氏などが『OCTARM』プロジェクトで行なっているという。




科学者はすごい。
どんなものでも研究の対象にして、実用化へ遠い道のりを歩み始める。

ちょっとグロテスクですが、実用化できるといいですね。
個人的には、庭の植物の密集部分に入り込んだ落ち葉を掃除してくれるマシンがほしい。


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  • 2018/06/08 8:06 PM
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