Sådan svømmer du gennem sand

Sandskinnet, Plestiodon reynoldsi, er berømt for sin evne til at svømme gennem sand på dybder på op til 10 centimeter. Det er mærkeligt, for selvom sand nogle gange fungerer som en væske, fungerer det også som et fast stof, der understøtter store belastninger, såsom menneskelige fodfald. Så hvordan gør sand skinks det?

I dag afslører Takashi Shimada ved University of Tokyo i Japan og et par venner hemmeligheden. De siger, at sandskinnernes svømmehandling udnytter sandets væskelignende natur OG dets evne til at optræde som et fast stof. Og de har bygget en computermodel for at simulere, hvordan dette fungerer.

Modellen består af to kugler begravet i sand og forbundet med en fjeder. Kuglerne kan pustes op og tømmes for at ændre deres størrelse. Når de er små, passerer de forholdsvis let gennem sandet. Men når en kugle er stor, sætter kornene sig fast mod, at den bliver fast.

Shimada og co viser, at parret af bolde kan bevæge sig gennem sandet ved hjælp af en push-me-pull-you-type bevægelse. En oppustet bold skaber et anker, hvorfra en tømt bold kan skubbe gennem sandet. Så skiftevis oppustning og tømning af ballerne, mens du skubber og trækker, tillader abllerne at bevæge sig gennem sandet. Holdet har skrevet flere videoer af denne bevægelse her.

Det viser sig, at en sandskinks bevægelse ikke er ulig denne. Den har evnen til at udvide sin bagpart og derefter stikke sit kileformede hoved ind i sandet foran sig og derved skubbe gennem sandet.

(Men ægte sandskind har også en bølgende bevægelse, der stadig er dårligt forstået.)

Ikke desto mindre har Shimada og co en fed simulering, der også kan vise sig at være praktisk. De siger, at teknikken kan føre til robotter, der kan jage efter landminer under ørkenbunden. Men vi vil tro på det, når vi ser det.

Ref: arxiv.org/abs/0911.1265 : Svømning i Granular Media

skjule