Una delle creature più piacevoli della natura potrebbe benissimo sbloccare una svolta nella risposta alle catastrofi.
Un team di ricerca universitario Purdue multidisciplinare sta ricreando antenne da zanzara per studiare meglio la loro sensibilità alle vibrazioni. Se la ricerca dovesse rivelarsi fruttuosa, potrebbe portare a miglioramenti nel monitoraggio e nel rilevamento di catastrofi naturali come terremoti e tsunami.
I gruppi di ricerca sotto i professori Purdue Pablo Zavattieri e Ximena Bernal hanno condotto questo lavoro, che è pubblicato sulla rivista Acta Biomaterialia.
“Siamo ancora nelle prime fasi, ma siamo abbastanza ottimisti sul fatto che almeno impareremo molto”, ha detto Zavattieri, Jerry M. e Lynda T. Engelhardt professore di ingegneria civile nel College of Engineering di Purdue. “Prendere ispirazione dalla natura e usarla per far progredire la ricerca scientifica è stata una caratteristica fondamentale dell’ingegneria sin dall’inizio.”
Nonostante la mancanza di orecchie tradizionali, le zanzare si affidano alle loro antenne per navigare nel paesaggio uditivo, facendo un giro su suoni cruciali in mezzo al rumore di fondo dei loro stessi mobili.
Attraverso l’analisi delle caratteristiche antenne delle zanzare – in particolare la disposizione e la morfologia dei peli sensoriali – il dottorato di dottorato di dottorato e il ricercatore di gruppo Phani Saketh Dasika (MSCE ’23) ha già ottenuto approfondimenti profondi su come questi adattamenti migliorano il Sensibilità uditiva e risposta selettiva ai segnali ambientali.
“Utilizzando l’imaging Micro-CT avanzato per creare modelli CAD ad alta fedeltà per l’analisi degli elementi finiti, abbiamo scoperto che le caratteristiche architettoniche delle antenne di zanzare consentono il rilevamento acustico acustico specifico per specie e sesso, anche tra segnali non wingarget” disse. “I nostri risultati suggeriscono anche che le antenne da zanzare sono in grado di rilevare una gamma più ampia di frequenze di quanto si pensasse in precedenza, sebbene non tutte queste possano essere attivamente utilizzate.”
I risultati del team hanno fornito informazioni chiave per determinare se le antenne di una zanzara potrebbero informare la progettazione di sensori acustici.
“Modellando e contrastando la risposta dell’antenna delle specie di zanzara usando il suono per scopi diversi, compagni di udito o intercettando le rane, siamo stati in grado di prendere in giro le caratteristiche modulando la sensibilità dell’udito e la messa a punto”, ha affermato Bernal, professore di scienze biologiche in Purdue’s College of Science. “Comprendere come funzionano queste strutture è il primo passo verso lo sviluppo di sensori acustici ispirati alle loro antenne sensibili.”
In termini di impatto sociale, le intuizioni delle antenne da zanzare potrebbero anche informare lo sviluppo di materiali di cancellazione del rumore intelligente, ha affermato Zavattieri. Questi materiali, potenzialmente incorporando canali microfluidici o metamateriali sintonizzabili, potrebbero essere utilizzati per creare pannelli insonorizzati per edifici, cuffie che cancellano il rumore o persino dispositivi di cloaking acustico.
“Immagina ambienti urbani dotati di sensori ispirati a bio, simili a” grandi orecchie “, in grado di discernere suoni specifici in mezzo al trambusto della vita della città”, ha detto Zavattieri. “In tempi di crisi – come terremoti o altri disastri – questi sensori diventano preziosi, rilevando rapidamente i deboli segnali di angoscia e guidando gli sforzi di salvataggio per i bisognosi.”
Zavattieri ha affermato che il team è attualmente focalizzato sulla ricreazione delle antenne attraverso la stampa 3D, utilizzando materiali diversi e a dimensioni variabili per i test di frequenza.
Questa ricerca è finanziata dalla Air Force Office of Scientific Research Multi-University Research Initiative (AFOSR-FA9550-15-1-0009) e dalla National Science Foundation (IOS-2054636).
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com