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自然から学ぶアイデアの源泉 ネイチャーテック


キツツキの一種、シロハラシマアカゲラ

Photo by mikebaird

キツツキは頭痛知らず―新しい衝撃吸収方法

ヒントとなる自然:鳥(キツツキ)

<写真>キツツキの一種、シロハラシマアカゲラ
Creative Commons

何がすごいの?

キツツキが堅い木の幹に穴をあける時には、1秒間に20回も嘴(くちばし)で木をつつきます。その時キツツキが1回に受ける衝撃は、時速25キロメートルで壁に頭をぶつけるくらいの大きさです。けれども、キツツキは頭痛や脳震盪(のうしんとう)を起こしたりはしません、何故でしょう?

その秘密は頭の構造とつつき方にあります。キツツキの脳は、3重のクッションで衝撃からがっちり守られています。クチバシの根本に発達した筋肉と大きくて厚い頭蓋骨の中のスポンジが、頭に伝わる衝撃を吸収します。さらに、キツツキの長い舌の付け根は後頭部にあり、頭蓋骨をぐるりと取り囲むクッションとして脳を守っています。

木をつつく時は、木の幹を掴む足を支点にして、梃子(てこ)の原理で体全体を一本のハンマーようにしてクチバシを振り下ろしています。このとき、太い尾羽は体を固定する留め具の働きをするとともに、バネのように働いて振り下ろすクチバシに勢いを与えています。

また、木を垂直につつくことも、脳への衝撃を抑えることに役だっています。サッカーのヘディングのように、ボールを額の適切な位置に当てれば頭に響く事がないのと同じ原理です。

このように、頭の3重ガードと体全体を使った上手なつつき方で、キツツキは振動と衝撃から脳を守っているのです。

どうやって役立てるの?

工事現場で使う削岩機やドリルなどの機械は、振動と衝撃が発生するので使う人の体に大きな負担がかかります。キツツキの振動や衝撃を吸収する仕組みを、安全で負担の少ない機械の開発に役立てることができます。

また、登山用のピッケル、地震の揺れを吸収する建物のつくり、杖などにも応用できます。

どんな研究をしているの?

キツツキの動きをコンピューター上で再現して、衝撃を吸収する仕組みを明らかにする研究が行われました。その結果を元にして、新しい形のハンマーも開発されています。

どんな技術開発ができる?

内側に衝撃を吸収するスポンジが付いたバイク用のヘルメットは、キツツキの頭の構造を元にして開発されました。また、キツツキの体の形とその機能を真似て、握りの部分が緩やかにカーブしている新しい登山用アイスピックが製品化されています。

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掲載日:2010年12月13日

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