ஓர்ஃபிஷ் துடுப்பு உடற்கூறியல் அமைப்பு அமைதியான நீர்மூழ்கி ரோபோ வடிவமைப்புக்கு உத்வேகம் அளிக்கிறது

ஓர்ஃபிஷ் துடுப்புகள் அமைதியான நீர்மூழ்கி ரோபோவுக்கு உத்வேகம்

கடல் உயிரினங்களை பயமுறுத்தாத வகையில் அமைதியாக நீந்தும் பெரிய நீர்மூழ்கி ரோபோவை உருவாக்கத் தொடங்கியபோது, ரோபாட்டிக்ஸ் நிபுணர் ராப் ஷெப்பர்ட் எதிர்பாராத ஒரு இடத்தில் வடிவமைப்பு குறிப்புகளைத் தேடினார்: ஓர்ஃபிஷ். மனிதர்களால் அரிதாகவே காணப்படும் இந்த பல மீட்டர் நீள மீன், அலைகளாக அசையும் ரிப்பன் போன்ற முதுகுத் துடுப்புடன் நீரில் நகர்கிறது. அலைகளால் இயக்கப்படும் இந்த உந்துவிசை அமைப்பு, துடிக்கும் இயந்திரத்திற்குப் பதிலாக மென்மையாக நகரும் ஒரு இயந்திரத்திற்கான பொறியியல் கொள்கைகளாக மாறக்கூடும் என்று ஷெப்பர்ட் சந்தேகித்தார்.

மீனைப் பற்றி நன்கு புரிந்துகொள்ள, ஷெப்பர்ட் ஓய்வுபெற்ற கார்னெல் மீனியல் அறிஞர் வில்லி பெமிஸைத் தொடர்பு கொண்டார். விவசாயம் மற்றும் உயிரியல் அறிவியல் கல்லூரியில் சூழலியல் மற்றும் பரிணாம உயிரியலின் பேராசிரியர் எமிரிடஸ் ஆன பெமிஸ், ஓர்ஃபிஷ் மீது ஆர்வம் தெரிவித்து ஷெப்பர்ட் தன்னை அழைத்ததாகவும், அந்த ஆர்வம் தனக்கும் இருப்பதாகத் தான் கூறியதாகவும் நினைவு கூர்ந்தார். அந்தச் சிறிய உரையாடல், ஓர்ஃபிஷின் அசாதாரண முதுகுத் துடுப்புக் கதிர்களை ஆராயும் ஒரு கூட்டு முயற்சியைத் தொடங்கியது.

அலை உந்துவிசைக்காக அமைந்த உடற்கூறியல்

ஓர்ஃபிஷ் மீன்கள் ரிப்பன் வடிவ உடல்களுடன், உலகம் முழுவதும் பரவியுள்ள கவனிக்கத்தக்க உயிரினங்கள். இரண்டு இனங்கள் மட்டுமே அங்கீகரிக்கப்பட்டுள்ளன, அவை உலகெங்கிலும் உள்ள பெருங்கடல்களில் சுமார் 1,000 அடி (305 மீட்டர்) ஆழம் வரை வாழ்கின்றன. அவை மிகப்பெரியவை: மிகப்பெரிய தனிநபர்கள் சுமார் 8 மீட்டர் அல்லது கிட்டத்தட்ட 26 அடி நீளம் எட்டும் என மதிப்பிடப்பட்டுள்ளது, இது ராட்சத ஓர்ஃபிஷை உயிருடன் இருக்கும் மிக நீளமான எலும்பு மீனாக ஆக்குகிறது. இருப்பினும், இந்த ராட்சதர்கள் பெரிய இரையை விட சிறிய ஓட்டுமீன்களை உண்கின்றன.

அவற்றின் முதுகுத் துடுப்பு அவற்றைத் தனித்துவப்படுத்துகிறது. மீனின் முதுகிலிருந்து வெளிப்படும் ஃபின் ரேஸ் எனப்படும் நூற்றுக்கணக்கான எலும்பு போன்ற எலும்புக்கூடு அமைப்புகளை இது கொண்டுள்ளது. இந்தக் கதிர்கள் துடுப்பை விறைப்படுத்துவது மட்டுமல்ல; அவற்றை இணைக்கும் சவ்வு வழியாக அலைகளை உருவாக்கி, ஒருங்கிணைந்த வரிசையில் நகர்கின்றன. பயணிக்கும் அலைகள் மீனை முன்னோக்கித் தள்ளுகின்றன. இதன் விளைவாக, பல மீன்கள் பயன்படுத்தும் ஊசலாடும் வால்கள் அல்லது அடிக்கும் உறுப்புகளிலிருந்து முற்றிலும் வேறுபட்ட ஒரு மென்மையான, தொடர்ச்சியான உந்துவிசை முறை உருவாகிறது.

• இரண்டு அங்கீகரிக்கப்பட்ட ஓர்ஃபிஷ் இனங்கள் உலகின் பெருங்கடல்கள் முழுவதும் பரவியுள்ளன.
• அவை சுமார் 305 மீட்டர் (1,000 அடி) ஆழம் வரை வாழ முடியும்.
• ராட்சத ஓர்ஃபிஷ் சுமார் 8 மீட்டர் நீளம் வரை எட்டக்கூடும், இது அவற்றை மிக நீளமான எலும்பு மீனாக ஆக்குகிறது.
• அவற்றின் உணவு சிறிய ஓட்டுமீன்களைக் கொண்டது.
• நூற்றுக்கணக்கான முதுகுத் துடுப்புக் கதிர்கள் ஒன்றிணைந்து உந்துவிசை அலைகளை உருவாக்குகின்றன.

ஜாய்ஸ்டிக் போன்ற துடுப்புக் கதிர்களின் முதல் பார்வை

செப்டம்பர் 30 அன்று Ichthyology and Herpetology இதழில் வெளியிடப்பட்ட ஒரு புதிய ஆய்வு, ஓர்ஃபிஷின் ஒவ்வொரு துடுப்புக் கதிரும் ஒரு முழு வட்டத்தில் சுயாதீனமாகச் சுழல அனுமதிக்கும் உடற்கூறியல் மற்றும் தசைகளின் வரிசையின் முதல் விவரிப்பை வழங்குகிறது. இந்த இயக்கம் ஜாய்ஸ்டிக் போன்றது என ஒப்பிடப்பட்டுள்ளது, மேலும் இது தனிப்பட்ட கதிர்கள் மீது மீனுக்கு துல்லியமான, பல்திசைக் கட்டுப்பாட்டை அளிக்கிறது — இது துடுப்பு எவ்வாறு இத்தகைய சிக்கலான அலைகளை உருவாக்க முடியும் என்பதை விளக்க உதவும் திறன்.

பெமிஸ் இந்த ஆய்வுக் கட்டுரையின் மூத்த ஆசிரியர். கார்னெல் டஃபீல்ட் பொறியியல் கல்லூரியில் இயந்திரப் பொறியியலின் ஜான் எஃப். கார் பேராசிரியரான ஷெப்பர்ட் இணை ஆசிரியர். பெமிஸின் ஆய்வகத்தில் முன்னாள் வருகை ஆய்வாளராக இருந்த, தற்போது வர்ஜீனியா கடல்சார் அறிவியல் நிறுவனத்தில் முனைவர் பட்ட மாணவரான கேப்ரியல் அஃபோன்சோ முதல் ஆசிரியர்.

ஒற்றைக் கதிர் அளவில் சுயாதீனக் கட்டுப்பாடு

ஒவ்வொரு கதிரும் ஒரு முழு வட்டத்தில் சுழலும் திறன் என்பது துடுப்பு ஒரு செயலற்ற தாள் அல்ல என்பதைக் குறிக்கிறது. மாறாக, இது நூற்றுக்கணக்கான நகரும் கூறுகளின் தீவிரமாகக் கட்டுப்படுத்தப்படும் வரிசை. தனிப்பட்ட கதிர்களின் திசையைச் சரிசெய்வதன் மூலம், மீன் துடுப்புச் சவ்வு வழியாகப் பயணிக்கும் அலையை வடிவமைத்து, அது உருவாக்கும் உந்துவிசையைச் சீரமைக்க முடியும். பொறியாளர்களுக்கு, அத்தகைய பரவலான, நுட்பமான கட்டுப்பாடு கவர்ச்சிகரமானது: பெரிய, சத்தமான நகரும் பாகங்கள் இல்லாமல் மாற்றியமைக்கக்கூடிய ஒரு உந்துவிசை அமைப்பை இது பரிந்துரைக்கிறது.

ஓர்ஃபிஷ் ஆய்வு செய்வது ஏன் மிகவும் கடினம்

ஓர்ஃபிஷ் பற்றி பல விஷயங்கள் இன்னும் மர்மமாகவே உள்ளன, அவற்றை ஆய்வு செய்வதில் உள்ள சிரமமே இதற்கு முக்கிய காரணம். மீன்கள் இறக்கும்போது, அவற்றின் உடல்கள் துண்டுகளாக உடைந்து விடும், எனவே அப்படியே இருக்கும் மாதிரிகள் அரிது. இது உடற்கூறியல் ஆய்வை சவாலாக ஆக்குகிறது, மேலும் அவற்றின் துடுப்புக் கதிர்கள் பற்றிய அடிப்படைக் கேள்விகள் ஏன் இவ்வளவு காலம் பதிலளிக்கப்படாமல் இருந்தன என்பதை விளக்க உதவுகிறது. எனவே, புதிய ஆய்வுக் கட்டுரையின் துடுப்புக் கதிர் தசைகள் பற்றிய விரிவான விவரம் ஒரு குறிப்பிடத்தக்க இடைவெளியை நிரப்புகிறது.

இந்த உயிரினங்களின் ஆழமான வாழ்விடம் மற்றொரு தடையைச் சேர்க்கிறது. மேற்பரப்புக்கு நூற்றுக்கணக்கான அடிகள் கீழே வாழ்வதால், அவை உயிருடன் அரிதாகவே காணப்படுகின்றன, மேலும் அவற்றின் அளவும் உடையக்கூடிய தன்மையும் அவற்றைச் சேகரிக்கும் அல்லது ஆய்வு செய்யும் முயற்சிகளை சிக்கலாக்குகின்றன. ஒரு ரோபாட்டிக்ஸ் நிபுணருக்கும் ஒரு மீனியல் அறிஞருக்கும் இடையிலான கூட்டு முயற்சி முன்னேற ஒரு வழியை வழங்கியது: உந்துவிசை பற்றிய பொறியியல் கேள்விகள் முழுமையாக விவரிக்கப்படாத உடற்கூறியல் அம்சங்களை எடுத்துக்காட்டின, அதே நேரத்தில் மீனின் உயிரியல் ரோபோவுக்கு ஒரு இயற்கை மாதிரியை வழங்கியது.

ஆழ்கடல் மீனிலிருந்து பொறியியல் வடிவமைப்பு வரை

ரோபாட்டிக்ஸுக்கு ஓர்ஃபிஷின் கவர்ச்சி அதன் அமைதியில் உள்ளது. நெகிழ்வான துடுப்பு வழியாக பயணிக்கும் அலைகளுடன் நகரும் ஒரு பெரிய நீர்மூழ்கி ரோபோ, குறைவான திடீர், அதிக ஆற்றல் இயக்கங்களுடன் செயல்பட முடியும், இது அது உருவாக்கும் இடையூறைக் குறைக்கிறது. கடல் உயிரினங்களின் நடத்தையை மாற்றாமல் அவற்றைக் கவனிப்பதே இலக்காக இருக்கும் பணிகளுக்கு இது முக்கியமானது. தொடர்ச்சியான, அலை போன்ற இயக்கத்துடன் நீரில் நழுவும் ஒரு வாகனம், ப்ரொப்பல்லர்கள் அல்லது ஊசலாடும் இறக்கைகளால் இயக்கப்படும் ஒன்றை விட சுற்றுச்சூழலுடன் ஒன்றிணைய முடியும்.

அத்தகைய அமைப்பு பெரிய அளவில் செயல்பட முடியும் என்பதையும் ஓர்ஃபிஷ் நிரூபிக்கிறது. மீனின் உடல் பல மீட்டர் நீளம் வரை எட்டக்கூடும், அதன் துடுப்பு இன்னும் நூற்றுக்கணக்கான கதிர்களின் ஒருங்கிணைந்த செயல்பாட்டின் மூலம் பயனுள்ள உந்துவிசையை உருவாக்குகிறது. இது அடிப்படைக் கொள்கையை பெரிதாக்க முடியும் என்பதைக் குறிக்கிறது, இது பெரியது என விவரிக்கப்படும் ஒரு ரோபோவுக்குப் பொருத்தமானது.

இந்த ஆய்வு கடல்சார் ரோபாட்டிக்ஸுக்கு என்ன அர்த்தம் தரக்கூடும்

இந்த ஆய்வு ஒரு முடிக்கப்பட்ட ரோபோவை முன்வைக்கவில்லை; அதற்குத் தகவல் அளிக்கக்கூடிய உடற்கூறியல் அடிப்படையை இது நிறுவுகிறது. ஒவ்வொரு துடுப்புக் கதிரும் எவ்வாறு தசை மற்றும் கட்டுப்பாட்டுடன் உள்ளது என்பதை ஆவணப்படுத்துவதன் மூலம், ஆராய்ச்சியாளர்கள் பொறியாளர்கள் பின்பற்றக்கூடிய ஒரு வார்ப்புருவை வழங்குகிறார்கள். எதிர்கால வாகனம் ஒன்று, பயணிக்கும் அலையை உருவாக்கச் சுழலும் தனித்தனியாக இயக்கப்படும் கூறுகளுடன் துடுப்புக் கதிர்களைப் பின்பற்றக்கூடும். அத்தகைய வடிவமைப்பு, ப்ரொப்பல்லரின் வேகத்தை மாற்றுவதன் மூலம் அல்லாமல் அலையை மறுசீரமைப்பதன் மூலம் ஒரு ரோபோ தொங்க, திரும்ப அல்லது முடுக்க முடியும் என்பதால், மறைந்திருத்தல் மற்றும் சூழ்ச்சித்திறன் இரண்டையும் வழங்கக்கூடும்.

இன்னும் தீர்க்க வேண்டிய நடைமுறைக் கேள்விகள் உள்ளன. நூற்றுக்கணக்கான சுயாதீனமாகச் சுழலும் கூறுகளை ஒரு கடல்சார் வாகனத்தில் உருவாக்குவதற்கு வலுவான, கச்சிதமான இயக்கிகள் மற்றும் அவற்றை ஒருங்கிணைக்கக்கூடிய ஒரு கட்டுப்பாட்டு அமைப்பு தேவைப்படும். கடல் சூழல் அரிக்கும் தன்மை கொண்டது மற்றும் கணிக்க முடியாதது, மேலும் ஒரு நெகிழ்வான துடுப்புச் சவ்வு மீண்டும் மீண்டும் வளைவதைத் தாங்க வேண்டும். ஆயினும், இந்தச் சவால்கள் கொள்கையளவில் தீர்க்கக்கூடியவை என்பதை உயிரியல் அமைப்பு காட்டுகிறது: ஓர்ஃபிஷ் இதை மில்லியன் கணக்கான ஆண்டுகளாகச் செய்து வருகிறது.

அமைதியான உந்துவிசைக்கான ஒரு மாதிரி உயிரினம்

இந்த ஆய்வு ஒருங்கிணைந்த துறைகளுக்கு இடையிலான பணியின் மதிப்பையும் வலியுறுத்துகிறது. ஷெப்பர்ட் ஒரு பொறியியல் சிக்கலை — பெரிய அளவில் அமைதியாக எவ்வாறு நீந்துவது — பெமிஸிடம் கொண்டு வந்தார், அவர் பல தசாப்தங்களின் மீனியல் நிபுணத்துவத்தைக் கொண்டு வந்தார். அஃபோன்சோ முதல் ஆசிரியராக இருந்த அவர்களின் கூட்டு முயற்சி, இதுவரை இல்லாத துடுப்புக் கதிர் உடற்கூறியல் பற்றிய ஒரு விவரிப்பை உருவாக்கியது. மிகவும் பயனுள்ள வடிவமைப்பு யோசனைகள் சில அரிதாகக் காணப்படும், சேகரிக்க கடினமான உயிரினங்களில் மறைந்திருக்கலாம் என்பதை இது நினைவூட்டுகிறது.

தற்போதைக்கு, ஓர்ஃபிஷின் துடுப்பு உயிரியல் புதிராகவும் பொறியியல் உத்வேகமாகவும் உள்ளது. குறைந்தபட்ச இடையூறுடன் கடலை ஆராய ரோபாட்டிக்ஸ் நிபுணர்கள் வழிகளைத் தேடும்போது, மீனின் ரிப்பன் போன்ற துடுப்பும் அதன் நூற்றுக்கணக்கான ஜாய்ஸ்டிக் போன்ற கதிர்களும் ஒரு கவர்ச்சிகரமான மாதிரியை வழங்குகின்றன — இது இறுதியில் பெரிய நீர்மூழ்கி ரோபோக்கள், அவை கவனிக்க உருவாக்கப்பட்ட உயிரினங்களைப் போலவே அமைதியாக நீந்த உதவக்கூடும்.

This article is based on reporting by Phys.org. Read the original article.