הדיונונים הם אגדות בתחום היצירתיות והבריחה – הם יודעים איך לדחוס את גופם דרך פתחי יותרקטים מראיית ראשם, אך מעולם לא הוסבר הצעד אחר צעד כיצד הם מצליחים בכך. מחקר שוחחום ב-5 בנובמבר בכתב העת למדעי הביולוגיה המעשית, השתמש במצלמות וקופסאות אקווריום שקופות כדי לגלות כי הדיונונים פועלים באמצעות שיטות אחידות וניתנות לשחזור: שלושה שלבים כשמגיעים בפתח רחב יותר, וארבעה כשהפתח קטן יותר.
החוקרים גילו גם כי שני מינים מגיבים אחרת לאתגר הזה. דיונוני ההמון הצעירים ממין Octopus vulgaris מותאמים את שיטתם לגודל הפתח, בעוד שדיונוני המאיה, Octopus maya, נמנעים באופן נחרץ מלטפס על הפתח הקטן ביותר ולא מנסים לחדור אליו כלל.
העבודה מכוונת לקהל מעשי – מהנדסים. מהנדסים שעוסקים בתכנון רובוטים רכים לחיפוש ומסירת עזרה, או למחקר ימי, שמחים ללמוד כיצד ליצור מכשירים שיכולים לחדור לשבילים סלעיים, סדקים וחריצים באוקיינוס בלי צורך בגוף קשיח, כמו נחש. הדיונונים מאפשרים לנו ללמוד תכנונים חיים שמתאימים לאתגר הזה.
החלקה בצעדים – שלב אחר שלב
הקבוצה, בראשות ונצ'י שין מהאוניברסיטה הלאומית של סינגפור, מדדה את המרחק בין עיני כל דיונון, שנע בין 15 ל-35 מילימטרים – בערך מ-0.6 עד 1.4 אינץ'. רוחב זה משקף את הקפסולה של הסחוס שמגנה על מוח הדיונון, שהוא כמעין גולגולת. חורי המבחן שימשו בינות אם היו קלים יותר או חמש מילימטרים קטנים יותר מרוחב זה, על פי פרסום מטעם "חברת חיות ביולוגיות".
לדיונונים אין עצמות, ולכן הקפסולה של המוח והמקור הקשיח – מקורו של המקור והתלוש – הם החלקים הקשים ביותר בגוף. כל השאר יכול לעוות את צורתו, ולכן גודל הקפסולה מסייע לנו להבין עד לאן ניתן להידחס בפועל.
כשחורי הפתח גדולים יותר, הדיונון אמנם ביקר את הפתח באמצעות זרועותיו. בשלב השני, הוא דוחף זרוע אחת (בדרך כלל הזרוע הימנית הקדמית משמאל), ומעליה דוחף עוד עד חמש זרועות. בשלב השלישי, הוא מגיע אחורה עם שתי זרועות, מתחבר לקיר הפתח עם ה"משיכות" שלו, מייצב אותן, ודוחף אותן כדי לבעבע ולמשוך את שאר הגוף, הראש והשרוול החוצה. התהליך כולו אורך בערך 20 שניות.
כשמדובר בפתח צר יותר, פחות זרועות מצליחות להיכנס בבת אחת. לכן, דיונוני ההמון הצעירים מחלקים את השלב האחרון לשניים. הם מושכים באחת את כל הזרועות שנשארו, מכווצים את הגוף – שזה תהליך של דחיסת הגוף שנראה כמו שק – ואז מושכים את הגוף ביחד, שמוכר גם כ"מעטפת", החוצה. השלב הרביעי הזה הוא שיטת התאמה שמאפשרת לדיונון לעבור בפתח צר יותר מרוחב הקפסולה של המוח.
שני מינים, שתי אישיות
דיונוני ההמון, Octopus vulgaris, משנים אסטרטגיה בהתאם לגודל הפתח. לעומתם, דיונוני המאיה, Octopus maya, מפגינים התנהגות שונה מאוד, על פי דיווח מ-Popular Science. כשהם עומדים מול הפתח הקטן בלבד, הם נשארים בפינה מבלי לנסות לגעת בו או לבדוק אפשרויות.
כשמוצעים להם גם פתח קטן וגם פתח גדול, דיונוני המאיה מנסים תחילה לבדוק את הפתח הקטן, אך בסיום בוחרים את הפתח הגדול יותר – כנראה מתוך היגיון המלמד שהם מעדיפים את האפשרות הממוקמת בנוחותם. החוקרים ציפו שทั้ง המינים יפעלו באותה שיטה, אך ההבדלים מעידים שאין שיטה אחידה לדיונונים במעבר במקומות צריחים.
שין מציין כי:
"זה מראה לנו כי אין שיטה יחידה ומוגדרת לדיונונים במעבר במקומות צרים – יש שונות בין מינים ואישיות."
תכנונים לחוקרי רובוטים רכים
רוב הרובוטים שמתוכננים לחדור למקומות צרים לומדים מקרב נחשי ארץ. שין מציין שזה מגביל את כמות החיישנים והכלים שהרובוט יכול לשאת.
במקום זאת, שין ושל שותפתו צ'צ'י לאסקי, חלוצות ברובוטיקה רכה מהאוניברסיטה הלאומית של סינגפור, מציעות עיצוב בהשראת הדיונון. רובוט שיכול לשאת ציוד רב בגוף רחב יותר, אך לחדור דרך חריצים וצרים על ידי התארגנות מחודשת כשהוא עוקף את האתגר. רובוט כזה יכול לחפש אחר מבנים שנפגעו זלעפות לאחר רעידות אדמה, או לחקור סדקים בקרקעית הים שבהם רגלי מכשירים קשיחים נתקעים.
ההתנהגות של הדיונון מציעה לקחים חשובים להנדסה. הדיונונים אינם מנסים לדחוס את עצמם בכוח, אלא בוחנים את הפתח, מחליטים על זרוע אחת בכל פעם, ומחזקים את הגוף רק כשנדרש. מתודולוגיה זו מצמצמת את הסיכון להיתקעות באמצע התהליך.
במונחים רובוטיים, הפעולה של החלקה עם זרועות רכות כדי לבדוק את הפתח, היציבות והדחיפה לאחור, ואז דחיסת הגוף הכבד אחרון, הם אסטרטגיות שניתן לתכנת בתוכנות של רובוטים רכים. תיעוד הווידאו שנעשה במהלך הניסויים מספק נקודת רפרנס לכל שלב בתנועה עבור מהנדסים.
מגבלות ומקומות פתוחים לשאלות עתידיות
המחקר עובר ביקורת אך מוגבל בטבעו. הוא בדק רק שני מינים בתוך בריכות מבוקרות, וצעירים יותר, באקלים של מעבדה – לא מבוגרים. הדיונונים בטבע, שנכנסים לבתים מחים או נמלטים מטורפים, עשויים לפעול אחרת. מינים אחרים עשויים להשתמש בשיטות שונות. החוקרים מצביעים גם על ההעדפה לזרוע הזרועה השמאלית הקדמית, אך לא הסבירו מדוע – נושא שיתכן ויחקר בעתיד.
המחקר רומז כי הקפסולה הסחוסית עלולה לקבוע חלקית את הגבול התחתון לגודלו של הפתח שהדיונון יכול לעבור דרכו, אך לא ביצעו בדיקות לחורים קטנים יותר מהיכן מוגדר הגבול הזה. הסיבות שבגללן דיונוני המאיה נמנעים מהעבר הפתח הקטן יותר, אם זה קשור למבנה הגוף, להזהרות או לאישיות, עדיין נשארות פתוחות לדיון.
במסגרת המחקר שותפו מדענים מאוניברסיטת נפול פדריקו השני באיטליה והאקוואריום "האוס דה מאורס" בווינה. בעלי האקווריום מכירים היטב את הלקח המעשׂי – יש צורך תמיד לסגור היטב את מכסי הדיונונים. השלב הבא שמציבים החוקרים הוא בדיקת מינים נוספים ובניית רובוטים שיתבססו על שיטות ה"מנהג" של הדיונון לפרויקט עתידי.
