ワームのほうきのような性質

W砂の入った皿に水棲虫を入れると帽子が起こりますか？

昨日出版された研究結果によると、砂を掃き集めて山にし、より組織化された状態に集合させる。 物理的レビュー X。ジョージア工科大学、アムステルダム大学、ソルボンヌ大学の研究者らは、2種の小さな虫の行動に触発され、これは1898年にチャールズ・ダーウィンが観察したミミズの動きと一致すると考えた。

両方 ルンブリクルス・ヴァリエガトゥス そして トゥビフェックス トゥビフェックス 成体サイズは長さ約 8 インチで、非常に細長く、セグメントに分かれた虫です。彼らの体節には個別の筋肉があり、並外れた柔軟性を備えています。研究者らは、この線虫が細かい砂の上で動き回るのを観察し、彼らが環境を自然に再形成し、構造化していることに気づきました。彼らには中枢脳器官がないため、彼らの「片付け」は掃除の意図によるものではありません。

アムステルダム大学の物理学者アントワーヌ・ドゥブレ氏は声明で「生きた線虫が移動するだけでどのように周囲を組織できるのかを見るのは興味深い」と述べ、共著者でジョージア工科大学の化学技術者サード・バムラ氏は「線虫の活動性と柔軟性だけでも、粒子を集めて環境を再構築するのに十分だ」と付け加えた。

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線虫の波打つスイープ動作は、集中制御なしで環境を再配列する動物の繊毛などの生物学的フィラメントを彷彿とさせました。中央制御下にない柔軟なフィラメントが、限られた空間内でどのように受動的粒子と相互作用するかをより深く理解するために、研究チームは、自走式マイクロボットを繋ぎ合わせて構成されたフィラメント状ロボットを組み立て、それを砂皿の中に放った。

研究著者でアムステルダム大学の物理学者ローザ・シナサペル氏は、「柔軟なゴムリンクで接続された単純な頭脳のないロボットで線虫の動きを模倣することで、掃引機構に不可欠な2つの成分を正確に特定することができた」と述べた。

これら 2 つの要素は活動性と柔軟性であることが証明されました。柔軟な糸状体の波状の動きだけで、観察された砂のスイープと再配列が生成されます。フィラメントの柔軟性が高いほど、より多くの粒子がより広い領域から掃き出されます。より長く、より柔軟なフィラメントは、より短いおよび/またはより硬いフィラメントと比較して、より大きな砂の塊をもたらしました。不活性粒子が存在する密閉環境における活性フィラメントのダイナミクスを示すために研究者らが実行した数学的シミュレーションでも、同じ全体的な傾向が現れました。

この研究結果は、粒子掃引のダイナミクスに関して、生物学的システムと人工システムの間のギャップを埋めるものです。掃き掃除動作は、砂を山に押し込むことができる柔軟なロボット システムの設計に応用できる可能性があります。さあ行こう！

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リード画像: JuanCarlosPalauDiaz / Shutterstock

• デビン・リース

  投稿日 2026 年 1 月 6 日

  デビン・リースは、 自然史 バージニア州アレクサンドリアを拠点とするサイエンスライター。