Met behulp van een springend robotje uit de 3D-printer, willen onderzoekers de mechanismen achter de gracieuze sprongen van waterdieren achterhalen.  

Je ziet het in menig natuurdocumentaire – het liefst in slow motion; waterbeesten die met prachtig sierlijke sprongen het wateroppervlak doorbreken om hun maaltje uit de lucht te grijpen. Maar het is niet alleen mooi, zo’n sprong is ook best indrukwekkend – welk landdier doet het ze na?

Hoe aquatische dieren dit precies voor elkaar krijgen, poogden biotechnici aan de Cornell-universiteit met behulp van een springend robotje te achterhalen. De beste springers minimaliseren de hoeveelheid water die ze over die water-luchtgrens ‘meetrekken’, vertelden de onderzoekers tijdens een bijeenkomst van de American Physical Society afgelopen week. Dat doen ze op verschillende manieren.

Lees ook: Robot springt tegen muren op

Zo hoog als een kleine vis in verhouding boven het water uit weet te springen, lukt het deze bultrug niet. Toch knap dat het gigantische zeezoogdier zijn 30 ton überhaupt boven het oppervlak uit weet te krijgen.

Robotsprong

Er zijn verschillende redenen waarom een aquatisch dier – piepklein of gigantisch – vanonder het wateroppervlak naar boven springt. Zo kan er bijvoorbeeld net een smakelijk hapje voorbij vliegen, willen ze aan een zwemmend roofdier ontkomen, of helpt de smak terug in het water kriebelende meelifters af te schudden.

In de hoop te achterhalen hoe waterdieren zulke indrukwekkende sprongen maken, ontwikkelde het team een simpel, scharnier-achtige robotje geïnspireerd op een paar van de beste springers; eenoogkreefjes en kikkers. Het werkt als volgt: onderwater ‘knipt’ een elektrisch schokje het metalen draad dat het robotje stil houdt door. Hierdoor klappen de nu vrije scharniertjes omlaag, et voilà, het robotje schiet omhoog.

Toegevoegde massa

Met behulp van het robotje en een flinke dataset aan ‘sprong-info’, maakten de onderzoekers op dat een van de belangrijkste factoren die de hoogte van de sprong bepaalt de zogenaamde toevoegde, of meegenomen massa is. Deze extra massa is essentie de hoeveelheid water die een dier meeneemt wanneer het het wateroppervlak breekt.

Gestroomlijnd

Volgens de onderzoekers bedraagt de massa een significant percentage van het lichaamsgewicht van de springer, en weten de beste het heel klein te houden. Een van de manieren waarop ze dit voor elkaar krijgen is door hun gestroomlijnde vorm dat helpt zo soepel mogelijk door het water te bewegen.

Hoewel gebaseerd op beestjes die makkelijk een paar keer hun lichaamslengte het water uit kunnen schieten, was het robotje nog niet erg succesvol. De onderzoekers willen de volgende versie daar dan ook op aanpakken.

Bronnen: American Physical Society, EurekAlert!

Beeld: Sunghwan Jung

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Bestel dan hier ons nieuwste nummer. Abonnee worden? Dat kan hier!