Przejdź do treści

Bądź twardy jak… dzięcioł!

W po­szu­ki­waniu in­no­wa­cyj­nych roz­wiązań na­ukowcy coraz czę­ściej ko­rzy­stają z wzorców, które w ciągu ty­sięcy, a nawet mi­lionów lat ewo­lucji z po­wo­dze­niem prze­te­sto­wała na­tura. Czym mógł ich za­in­te­re­sować stu­ka­jący w drzewo po­spo­lity dzię­cioł? Na­ukowców wcale nie in­te­re­so­wały jego umie­jęt­ności ob­róbki drewna.

Po prze­ba­daniu bu­dowy czaszki dzię­cioła udało się wskazać cechy, które po­mogą sku­tecznie chronić głowę przed ura­zami. A to już cenne in­for­macje dla pro­jek­tantów ka­sków i hełmów.

Urazy głowy są jednym z naj­częst­szych skutków wy­padków. Dla­tego od lat, na­ukowcy sta­rają się po­szukać me­tody na naj­sku­tecz­niejsze mi­ni­ma­li­zo­wanie ich efektów. Za­in­te­re­so­wali się dzię­ciołem, gdyż stuka w pień drzewa w trudnym do wy­obra­żenia tempie. Jego dziób po­rusza się z pręd­ko­ścią 6–7 me­trów na se­kundę! Przy ta­kiej pręd­kości, w chwili zde­rzenia z drzewem, do­chodzi do gwał­tow­nego, bru­tal­nego ha­mo­wania. Mózg dzię­cioła wy­chodzi jednak z niego bez szwanku. Co go chroni?

Na­ukowcy kie­ro­wani przez Yubo Fan z Be­ihang Uni­ver­sity w Pe­kinie i Ming Zhang z Po­li­tech­niki w Hong Kongu sfil­mo­wali pra­cu­ją­cego dzię­cioła za po­mocą dwóch zsyn­chro­ni­zo­wa­nych kamer szyb­ko­klat­ko­wych. Jed­no­cze­śnie prze­ska­no­wali głowy ptaków, aby szcze­gó­łowo po­znać ele­menty jej bu­dowy, nawet te mi­kro­sko­pijnej wiel­kości, i różne pa­ra­metry, np. masę, gru­bość i gę­stość kości.

Na­stępnie stwo­rzyli trój­wy­mia­rowe mo­dele cza­szek i zmie­rzyli siły, jakie dzia­łają na części głowy pra­cu­ją­cego dzię­cioła. Stwier­dzili, że o uni­kaniu urazu wskutek wstrząsów de­cy­dują cha­rak­te­ry­stycznie zbu­do­wane frag­menty kości czaszki (miej­scami są one sto­sun­kowo „gąb­czaste”) i dzioba (np. róż­nica dłu­gości jego górnej i dolnej części).

System amor­ty­zacji wstrząsów u dzię­cioła nie za­leży od jed­nego tylko czyn­nika. Jest on wy­pad­kową wielu róż­nych cech bu­dowy – zwra­cają uwagę ba­dacze. Wiedzę na ten temat można wy­ko­rzy­stać m.in. pod­czas pro­jek­to­wania no­wych typów ochron­nych kom­bi­ne­zonów, zwłaszcza hełmów i kasków.

Czy tak skon­stro­wany kask zde­wa­luuje po­wie­dzenie, że głową muru nie przebijesz?

/​

Jeszcze frag­ment filmu – po­zornie nie na temat, ale…

Powiązane materiały: