Para el pulpo y la sepia, cambiar instantáneamente el color y el patrón de su piel para desaparecer en el medio ambiente es solo parte de su destreza de camuflaje. Estos animales también pueden transformar rápida y reversiblemente su piel en una textura, Superficie 3D, dando al animal un contorno irregular que imita las algas, coral, u otros objetos que detecta y utiliza para camuflarse.

Esta semana, ingenieros de la Universidad de Cornell informan sobre su invención de superficies estirables con transformación de textura 3D programable, una "piel de camuflaje" sintética inspirada en el estudio y modelado de lo real en pulpos y sepias. Los ingenieros, junto con el colaborador y biólogo de cefalópodos Roger Hanlon del Laboratorio de Biología Marina (MBL), Woods Hole, informe sobre su actuador suave controlable en la edición del 13 de octubre de Ciencias .

Dirigido por James Pikul y Robert Shepherd, El material activado neumáticamente del equipo sigue el ejemplo de las protuberancias en 3D, o papilas, que los cefalópodos pueden expresar en un quinto de segundo para un camuflaje dinámico, y luego retraerse para alejarse nadando sin que las papilas impongan resistencia hidrodinámica.

"Muchos animales tienen papilas, pero no pueden extenderlos y retraerlos instantáneamente como lo hacen los pulpos y las sepias, "dice Hanlon, quien es el principal experto en camuflaje dinámico de cefalópodos. "Estos son moluscos de cuerpo blando sin caparazón; su principal defensa es su piel morphing".

Las papilas son ejemplos de hidrostato muscular, estructuras biológicas que consisten en músculos sin soporte esquelético (como la lengua humana). Hanlon y miembros de su laboratorio, incluyendo a Justine Allen, ahora en la Universidad de Brown, fueron los primeros en describir la estructura, función, y la biomecánica de estas papilas tridimensionales morphing en detalle.

"Los grados de libertad en el sistema de las papilas son realmente hermosos, "Dice Hanlon." En la sepia europea, hay al menos nueve conjuntos de papilas controladas de forma independiente por el cerebro. Y cada papila va de un piso, Superficie 2D a través de un continuo de formas hasta que alcanza su forma final, que pueden ser cónicos o como trilobios o una de una docena de formas posibles. Depende de cómo estén dispuestos los músculos en el hidrostato ". El avance de los ingenieros fue desarrollar agrupaciones de tejidos sintéticos que permitan la programación, Materiales elásticos 2D para extender y retraer una variedad de formas 3D de destino.

"Los ingenieros han desarrollado muchas formas sofisticadas de controlar la forma de materiales estirables, pero queríamos hacerlo de una manera sencilla y rápida, fuerte, y fácil de controlar, "dice el autor principal James Pikul, actualmente es profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Mecánica y Mecánica Aplicada de la Universidad de Pennsylvania. "Nos atrajo el éxito de los cefalópodos en cambiar la textura de su piel, así que estudiamos y nos inspiramos en los músculos que permiten a los cefalópodos controlar su textura, e implementé estas ideas en un método para controlar la forma de soft, materiales estirables ".

"Este es un ejemplo clásico de ingeniería bioinspirada" con una variedad de aplicaciones potenciales, Dice Hanlon. Por ejemplo, el material podría transformarse de manera controlable para reflejar la luz en sus espacios 2D y absorber la luz en sus formas 3D. "Eso tendría aplicaciones en cualquier situación en la que desee manipular la temperatura de un material, " él dice.

El pulpo y la sepia solo expresan papilas con fines de camuflaje, Hanlon dice:y no para locomoción, señalización sexual, o agresión. "Para nadar rápido, el animal se beneficiaría de una piel suave. Para la señalización sexual, no querría verse como una gran verruga vieja; quiere verse atractivo, como un compañero atractivo. O si quisiera pelear, las papilas no serían una buena imagen para pelear. Señalización, por definición, tiene que ser muy llamativo, señales inequívocas. ¡Las papilas solo harían lo contrario! "