Van een ballistische tong naar een multifunctionele grijper


Foto: Gexon

De kameleon is om meerdere redenen een bijzonder dier. Hij verandert spreekwoordelijk van kleur en heeft ogen die onafhankelijk van elkaar alle kanten op kunnen bewegen. Ook heeft de boombewoner haast buitenaards ogende voeten met vergroeide tenen. De voetjes fungeren als tangen waarmee het dier zich stevig aan een tak vastklemt. Maar het meest spectaculaire lichaamsdeel van het reptiel is slechts af en toe in actie te zien: de tong, een vernuftig instrument om op afstand een maaltijd te verschalken.

Prooien bestaan uit insecten en zelfs vogels, die nietsvermoedend op een tak of blad zitten – de kameleon is immers goed gecamoufleerd. Zodra het reptiel de beoogde buit goed in het vizier heeft, schiet zijn tong razendsnel uit zijn bek en rekt uit tot wel twee keer de lichaamslengte van zijn eigenaar (de staart niet meegerekend). In minder dan een tiende van een seconde bereikt het elastische lichaamsdeel het slachtoffer en haalt daarbij een versnelling van meer dan 40 keer de gravitatiekracht (40 g).

Normaal gesproken zou de prooi door deze kracht van zijn zitplaats worden gekegeld en uit de boom vallen. Maar in plaats daarvan blijft de buit aan de ballistische tong vastzitten, die vervolgens zijn gewone lengte weer aanneemt en het maaltje in de bek van de kameleon aflevert.

Lange tijd werd gedacht dat de tong heel plakkerig was, maar dat bleek niet te kloppen. Het lichaamsdeel is namelijk een soort grijpgrage stofzuiger. Vlak voordat de tong de prooi raakt, wordt de verdikte tongpunt door een spier naar binnen getrokken. Dit veroorzaakt een zuigend effect, te vergelijken met de wijze waarop met een injectienaald vloeistof wordt opgezogen.

Het slachtoffer wordt tegen de tong gezogen en verdwijnt zelfs deels in de holte die ontstaat doordat het tongpuntje naar binnen wordt getrokken. De randen van de holte vouwen zich om de prooi heen en houden die als het ware vast. Functioneel gezien werkt de kameleontong als een hand waarmee het dier allerhande vormen prooien kan ‘vastpakken’.

Daar zag een Duitse firma mogelijkheden in voor de ontwikkeling van een multifunctionele grijper. Industriële grijpers zijn meestal ontworpen voor het hanteren van een specifiek object met vaste maten en vormen. Voor een ander voorwerp moet de grijper worden vervangen of opnieuw worden afgesteld. Bij het hanteren van veel verschillende voorwerpen is dat ondoenlijk.

Zakvormig omhulsel
De allesgrijper bestaat uit een zakvormig omhulsel gemaakt van flexibel, maar stevig materiaal – silicoon – met daarin twee compartimenten. Het binnenste compartiment is gevuld met lucht, het buitenste met water. Zodra de grijper een voorwerp raakt wordt lucht uit het binnenste compartiment gezogen. Hierdoor wordt, net als bij de kameleontong, de met water gevulde punt van de ‘zak’ naar binnen getrokken. Door tegelijkertijd de grijper voorzichtig verder tegen het object te drukken, vouwt de flexibele waterzak zich stevig om het voorwerp heen dat zo stevig wordt vastgepakt. Het kost daarna geen energie het object vast te blijven houden. Om het voorwerp los te laten wordt het binnenste compartiment weer gevuld met lucht.

De flexibele grijper kan zich om allerlei verschillende vormen vouwen en is daardoor in staat om nagenoeg alle niet al te grote objecten vast te pakken. Schroeven, brillen, koffiekopjes, lepeltjes, Kogellagers (een of meerdere tegelijkertijd), walnoten, pennen en ga zo maar door; de grijper pakt het allemaal moeiteloos vast. Zelfs een sleutelbos, smartphone en creditcard ontsnappen niet. Wellicht ligt er een carrière als zakkenroller voor de grijper in het verschiet.


Foto: Festo

Gepubliceerd in dagblad Trouw op 8 juli 2016

Ylva Poelman alias De Bionische Vrouw
E: info@bionicacentrum.nl
T: 06 - 22 79 71 84