고양이를 비롯한 포유류의 "수염"에는 어떠한 역할이있다. 그것이 센서로서 기능한다는 내용은 아시다시피이지만, 실은 "수염" 자체가 센서 인 것은 아니다. 그 비밀은 수염이 나있는 모낭에 있다.
그렇다고해도, 실제로 작은 모낭을 들여다보고 그 움직임을 알아내는 것은 어렵다. 구조 역할을 이용하여 시뮬레이션 모델을 구축하고, 그것이 센서로 작동하는 구조를 해명 한 연구 그룹이있다.
◆ 각 분야의 전문가가 수염 시뮬레이션을 구축
수염 시뮬레이션 모델을 구축하기 위해, 신경 과학 및 연속체 역학 등 각 분야의 전문가가 집결했다. 그 기반이된 것은, "탄성 곡선 방정식"이나 "오일러=베르누이 이론"이라는 이론이다.
이 이론은, 구조 역학과 재료 역학에서 사용되는 것으로, 들보에 외부에서 힘이 더해졌을 때의 휨 상태를 나타낸다.
미국 노스웨스턴 대학을 비롯한 그룹은, 이 이론을 쥐의 해부학 적 연구에서 밝혀진 수염과 털의 구조에 적용하여, 그 상호 작용을 시뮬레이션했다.
◆ 수염 뿌리가 S자로 변형
여기에서 밝혀진 것은, 수염이 뭔가에 닿았을 때, 근본이 S자형으로 변형하는 것이다. 이를 통해 감각 세포가 압축되거나 당겨 지거나하면 뇌에 뭔가가 전해진다는 것이다.
"PLOS Computational Biology"(4월 1일자)에 게재 된 연구에 따르면, 많은 점에서 "가변하는 들보가 용수철로 작용"했을 때와 비슷하며, 능동적 또는 수동적이든 수염이 뭔가에 접촉되면 항상 같은 형상으로 변화 할 것이라고한다.
그것은 즉, 수염이 같은 조건에서 같은 방향으로 쓰러지면, 반드시 같은 감각 세포가 반응한다는 것이다. 이는 마취로 잠을 자지않는 동물에 있어서도, 수염의 능동적 기능을 실험 할 수 있는것과 같은 것이라는...
◆ 로봇 공학에의 응용
이번에는 어디까지나 쥐의 수염 구조가 분석되었을 뿐이지만, 수염이 포유류라면 어떤 종류도 어느 정도는 맞을 것이라는. 이렇게, 고양이도 마찬가지고...
또한 이 성과를 응용하면 로봇의 고성능 센서로 작동하는 인공적인 수염을 개발하는 팁도 될 수 있을것이라고 한다.