Het hameren van de specht
Hoe een specht hersenletsel voorkomt
Dit artikel komt uit Creation Creation 34(3):43, juli 2012
Spechten hameren hout met hun snavels. Ze boren gaten in bomen op zoek naar voedsel, of om een ruimte uit te graven voor voedsel opslag of voor nest ruimte.
De schokken van het hakken zijn enorm. De kop van de specht komt plotseling tot een absolute stilstand als de snavel het hout raakt, resulterend in een vertragings kracht van ongeveer 1200 g (d.w.z 1200 keer de zwaartekracht).1 Als sterke tegenstelling; slechts 300 g laat mensen achter met een hersenschudding of ernstig hersenletsel. Sommige spechten kunnen mogelijkerwijs zelfs impact krachten tolereren van 6000 g!2 En dit is herhaald “kop beuken”—om de 18 tot 22 keer per seconde3—en toch geen teken van bewusteloosheid of hersenletsel.
Een belangrijke uitdaging voor ingenieurs is de noodzaak voor een nieuw schok absorptie systeem geweest om micro-apparaten te beschermen; d.w.z. om de g-kracht tolerantie te verbeteren voor gebruik in hoge-g omgevingen. Verbaasd over de klop weerstand van de specht, heeft een team van ingenieurs zijn “geavanceerde schok-absorptie mechanisme” nagepluisd.1,4
Met behulp van röntgen computertomografie (CT) beelden van de skelet structuur, benadrukten de ingenieurs de schok absorberende kwaliteiten van:
- De snavel gemaakt van elastich materiaal
- Het tongbeen (spieren en pezen die de keel en de tong ondersteunen en de kop versterken)
- Een sponsachtig been speciaal achter de snavel geplaatst.
- Een speciaal schedel been dat ruggemergvocht bevat.
Deze verschijnselen zijn op “een rij geplaatst” om opeenvolgend de “mechanische prikkelingen” te verzachten en te verspreiden en zodoende hersenletsel te voorkomen.1 Andere onderzoekers bevestigen dat het gecombineerde effect van deze voorzieningen de bescherming verleent, i.p.v slechts een enkelvoudige factor.5,6
Geïnspireerd door het schok-absorberende sponsachtige been en tongbeen, hebben de ingenieurs dezelfde principes gebruikt met metalen en plastic stoffen om een schok-absorberend systeem te ontwerpen om commerciële micro-apparaten te beschermen.
Getest op 60000g, heeft de door de specht geïnspireerde technologie de faal percentages van micro-apparaten gereduceerd tot slechts 0.7%, in vergelijking met 26.4% voor gebruikelijke schok absorberende methodes—een enorme verbetering in ontwerp.1 Deze zelfde principes van de anatomie van de specht zouden tot het ontwerp van effectievere helmen en andere beschermende hoofddeksels kunnen leiden.5
Het lijkt erop dat ingenieurs een goed ontwerp kunnen erkennen als ze er een zien.7 Dat zou voor ons allen moeten gelden (Romeinen 1:20)
Referenties en notities.
- Yoon, S.-H. and Park, S., Een mechanische analyse van het hameren van een specht en de toepassing voor schok-absorberende systemen. Bioinspiration & Biomimetics 6:016003, 17 January 2011. Terug naar de tekst.
- Gibson, L., Het hameren van de specht: hoe spechten hersenletsel voorkomen. Journal of Zoology 270(3):462-465, 2006. Terug naar de tekst.
- Soms nog sneller, van de Picoidis Scalaris is het bekend dat het een boom zo snel als 28.4 keer per seconde kan raken, en dit hameren wordt 500 tot 600 keer per dag herhaald. Ref. 1. Terug naar de tekst.
- Zij prezen zijn snavel ook als een “gespecializeerde beitel om in een boom te hakken, anders dan een menselijke beitel scherpt de snavel zichzelf”—ref. 2. Terug naar de tekst.
- Wang, L. en vijf anderen, Waarom weerstaan spechten hersenletsel: een biomechanisch onderzoek. PLoS ONE 6(10):e26490, 2011. Terug naar de tekst.
- Dus moesten al deze eigenschappen al op hun plaats zijn in de eerste specht. Voor meer voorbeelden van onherleidbare complexiteit, zie creation.com/irred-complex. Terug naar de tekst.
- Voor meer voorbeelden van ingenieurs die ontwerp uit de natuur hebben gecopiëerd zie creation.com/biomimetics. Terug naar de tekst.
Readers’ comments
Comments are automatically closed 14 days after publication.