Хобот слона — не просто длинный нос, а сложнейший инструмент, объединяющий в себе гибкость, силу и поразительную тактильную чувствительность. Секрет этих возможностей, как выяснила международная группа ученых, кроется в вибриссах — жестких волосках, усеивающих хобот. Результаты их работы раскрывают уникальные механические свойства слоновьих усов и предлагают инженерам новый принцип создания тактильных датчиков. С помощью микрокомпьютерной томографии и электронной микроскопии ученые выяснили, что вибриссы азиатского слона имеют форму не конуса, а лезвия — они толстые, уплощенные и пористые внутри. Такая архитектура делает ус устойчивым к ударным нагрузкам — критически важное свойство для животного, которое постоянно контактирует хоботом с деревьями, землей и водой.
Но главное открытие ждало впереди. Испытания на механическую прочность показали, что основание уса, там, где он крепится к коже, по твердости напоминает пластик. К кончику материал постепенно становится мягче, приближаясь по эластичности к резине. Этот плавный градиент жесткости не случаен. Благодаря градиенту жесткости слон способен по одному лишь тактильному ощущению определить, какая именно вибрисса и каким именно своим участком коснулась объекта. Эта информация закодирована не в нейронных вычислениях, а в физике самого материала.
Современные тактильные датчики обычно представляют собой жесткие подложки с множеством дискретных сенсоров, требующих сложной обработки сигнала. Усы слона демонстрируют альтернативный путь: информацию о месте и силе прикосновения можно получить, просто правильно спроектировав механические свойства самого датчика. Это явление исследователи называют «воплощенным интеллектом» — когда функция заложена в форме и материале, а не в алгоритме.
Доказано: слоны называют друг друга по именам.
