Para o polvo e o choco, mudar instantaneamente a cor e o padrão de sua pele para desaparecer no ambiente é apenas parte de suas proezas de camuflagem. Esses animais também podem transformar de forma rápida e reversível sua pele em uma textura, Superfície 3D, dando ao animal um contorno irregular que imita algas marinhas, coral, ou outros objetos que detecta e usa para camuflagem.

Esta semana, engenheiros da Cornell University relatam sua invenção de superfícies extensíveis com transformação de textura 3D programável, uma "pele camuflada" sintética inspirada no estudo e modelagem da coisa real em polvos e chocos. Os engenheiros, junto com o colaborador e biólogo cefalópode Roger Hanlon, do Laboratório Biológico Marinho (MBL), Woods Hole, relatório sobre seu atuador suave controlável na edição de 13 de outubro da Ciência .

Liderado por James Pikul e Robert Shepherd, o material da equipe pneumaticamente ativado segue a sugestão das saliências 3D, ou papilas, que os cefalópodes podem expressar em um quinto de segundo para camuflagem dinâmica, e então se retraia para nadar sem que a papila imponha o arrasto hidrodinâmico.

"Muitos animais têm papilas, mas eles não podem estendê-los e retraí-los instantaneamente como o polvo e o choco fazem, "diz Hanlon, que é o maior especialista em camuflagem dinâmica de cefalópodes. "São moluscos de corpo mole sem concha; sua principal defesa é a pele que se transforma."

As papilas são exemplos de hidrostato muscular, estruturas biológicas que consistem em músculos sem suporte esquelético (como a língua humana). Hanlon e membros de seu laboratório, incluindo Justine Allen, agora na Brown University, foram os primeiros a descrever a estrutura, função, e a biomecânica dessas papilas 3D que se transformam em detalhes.

"Os graus de liberdade no sistema papilar são realmente bonitos, "Hanlon diz." No choco europeu, existem pelo menos nove conjuntos de papilas que são controladas de forma independente pelo cérebro. E cada papila sai de um apartamento, Superfície 2D através de um continuum de formas até atingir sua forma final, que podem ser cônicos ou como trilobos ou uma de uma dúzia de formatos possíveis. Depende de como os músculos do hidrostato estão dispostos. "A descoberta dos engenheiros foi desenvolver agrupamentos de tecidos sintéticos que permitem a programação, Materiais extensíveis 2D para estender e retrair uma variedade de formas 3D alvo.

"Os engenheiros desenvolveram muitas maneiras sofisticadas de controlar a forma de macios, materiais elásticos, mas queríamos fazer de uma forma simples e rápida, Forte, e fácil de controlar, "diz o autor principal James Pikul, atualmente é professor assistente no Departamento de Engenharia Mecânica e Mecânica Aplicada da Universidade da Pensilvânia. "Fomos atraídos pelo sucesso dos cefalópodes em mudar a textura de sua pele, então, estudamos e nos inspiramos nos músculos que permitem que os cefalópodes controlem sua textura, e implementou essas idéias em um método para controlar a forma de soft, materiais elásticos. "

"Este é um exemplo clássico de engenharia bioinspirada" com uma gama de aplicações potenciais, Hanlon diz. Por exemplo, o material pode ser transformado de forma controlável para refletir a luz em seus espaços 2D e absorver a luz em suas formas 3D. "Isso teria aplicações em qualquer situação em que você deseja manipular a temperatura de um material, " ele diz.

O polvo e o choco expressam papilas apenas para fins de camuflagem, Hanlon diz, e não para locomoção, sinalização sexual, ou agressão. "Para nadar rápido, o animal se beneficiaria com a pele lisa. Para sinalização sexual, não gostaria de se parecer com uma grande verruga velha; quer parecer atraente, como um companheiro de aparência legal. Ou se quisesse travar uma luta, as papilas não seriam um bom visual para colocar na luta. Sinalização, por definição, tem que ser altamente visível, sinais inequívocos. As papilas apenas tornariam o oposto! "