Dankzij plooien in de huid zijn olifantenslurven zo veelzijdig

Kelly pakt met haar slurf een stuk fruit waar ze net bij kan. Om bij het lekkere hapje te komen moet de olifant haar 1,5 meter lange slurf helemaal uitstrekken. Hiervoor blijkt ze niet alleen spieren te gebruiken. De geplooide huid van haar slurf speelt ook een rol. Dat schrijven Amerikaanse onderzoekers in PNAS.

De olifantenslurf is bijzonder gereedschap. Het dier kan ermee bomen omver trekken en om een pluk gras heen krullen tijdens het grazen. Ze kunnen er zelfs een tortillachip mee oprapen – zonder die te breken.

Van die veelzijdigheid kunnen robotontwerpers enkel dromen. „Ze zijn ideale inspiratiebronnen voor het maken van robotica die zowel kracht als flexibiliteit vertoont”, mailt promovendus Andrew Schulz van de Amerikaanse universiteit Georgia Tech.

Hogesnelheidscamera

Voor het onderzoek naar het uitstrekken van de olifantenslurf werden Schulz en zijn collega’s bijgestaan door twee savanneolifanten uit een dierentuin in Atlanta: de 39-jarige Kelly en de 31-jarige Msholo. Met een hogesnelheidscamera legden de onderzoekers vast hoe Kelly en Msholo reikten naar een doos met daarop stukken groente en fruit. Op de beelden konden ze volgen hoe verschillende delen van de slurf bewegen.

„We hadden verwacht dat olifanten hun slurf uitstrekken met alleen hun spieren”, vertelt Schulz. Vergelijkbaar met de manier waarop mensen hun tong uitsteken – die ook enkel uit spier bestaat, zonder bot. Maar dat bleek niet het geval. De onderzoekers zagen dat de bovenkant van de slurf meer uitrekt dan de onderkant. „We dachten dat er iets mis was met de metingen”, vertelt Schulz. „Dus we herhaalden het experiment een paar keer. En we onderzochten de huid van de slurf van een ontlede olifant om te kijken wat er op centimeterniveau gebeurt als je die oprekt.”

Als een telescoop

De huid aan de bovenkant van de slurf – met de bekende plooien – bleek 15 procent buigbaarder dan de gerimpelde huid aan de onderkant. Dit overtuigde de onderzoekers ervan dat zowel de spieren als de huid bijdragen aan het uitrekken. Het verschil in flexibiliteit tussen de boven- en onderkant zorgt ervoor dat olifanten hun slurf gemakkelijker naar beneden krommen dan omhoog.

De slurf verschilt in nog een opzicht van een tong. Een tong strekt zich uniform uit, terwijl een slurf als een telescoop gefragmenteerd uitschuift. Als een olifant naar iets reikt, strekt eerst het puntje van de slurf uit, dan het stukje slurf daarachter enzovoorts.

„Dat doen ze omdat ze lui zijn”, vertelt Schulz. De punt van de slurf is namelijk niet zo groot en zwaar, terwijl het gedeelte vlak bij de kop veel meer spier bevat en meer energie kost om te verplaatsen. „Daarom zie je ze alleen het puntje van hun slurf uitstrekken als iets in de buurt ligt.”

„Het is een goed uitgevoerd onderzoek”, zegt Michel Milinkovitch, hoogleraar aan de Universiteit van Genève, die ook de biomechanica van de olifantensurf heeft onderzocht. „De resultaten zullen bijdragen aan het verbeteren van het ontwerp van bio-geïnspireerde zachte robotica.”

Schulz denkt al aan toepassingen: „Door zachte robots in verschillende huidtypes te wikkelen, zouden we hun stijfheid, flexibiliteit of grip kunnen verbeteren, net zoals de huid de olifant helpt te bewegen.”