OCTOPUS BIOMECHANICÂ PROJECT
INTRODUÇÃO Sugerimos primeiramente a leitura de nosso material: “Estudo anatômico e de movimentos do polvo” para que posteriormente se dê continuidade ao texto seguinte uma vez que ambos se completam e sendo possível que o leitor entenda melhor a escolha do tema, os problemas e soluções advindos deste. Partindo de uma proposta feita em sala de aula onde foram definidos temas que comtemplavam plantas, insetos, animais não humanos e por fim seres humanos; ficou decido a divisão da sala em grupos. O grupo do qual nos inserimos ficou com a proposta de selecionar um animal, pesquisar a fundo sua morfologia para que então, com os resultados de pesquisas sobre a biomecânica do animal pudéssemos criar um produto que abstraísse a imagem convencional do polvo ao mesmo tempo que mantivesse suas funções mecânicas. Deste estudo mais profundo, resultou-se então o “Estudo anatômico e de movimentos do polvo”, particularmente voltado para a espécie Octopus vulgaris visto que no Gênero Octopus enquadram-se diversas outras espécies que se diferem umas das outras.
Deste estudo mais profundo, resultou-se então o “Estudo anatômico e de movimentos do polvo”, particularmente voltado para a espécie Octopus vulgaris visto que no Gênero Octopus enquadram-se diversas outras espécies que se diferem umas das outras. Após as pesquisas, era o momento de tentar traduzir tudo o que aprendemos em forma de produto. Começamos com sketchs e palavras postas em papeis para que a criatividade pudesse fluir de modo espontâneo. Quando ficou decidido qual rumo o projeto tomaria, iniciou-se a fase de modelagem 3D para melhor visualização da ideia. Uma das grandes vantagens desse século que vivemos é o avanço tecnológico que nos propicia uma infinidade de possibilidades de prototipagem para testes rápidos, seja de cunho estético ou funcional e ergonômico. Utilizando ferramental digital de fabricação CAD, no caso o Rhinoceros 5, pudemos visualizar melhor o projeto e ver sua evolução gradual, pensar nos mecanismos e possiblidades.
INTRODUCTION We suggest first reading our material: "Anatomical study and octopus movements" so that the following text can be continued later, so the reader may have better understanding about the choice of theme, problems and solutions of it. Starting from a proposal made in a classroom where themes defined contemplated plants, insects, nonhuman animals and human beings; It was decided to divide the room into groups. The group that we were inserted had the proposal to select an animal, research its morphology so that with the results of research on the biomechanics of the animal we could create a product that abstracted the conventional image of the octopus while maintaining the mechanical functions.
From this study, the "Anatomical and occult movement study" of the species Octopus vulgaris was developed since in the genre Octopus several other species differ from one another. After research, it was time to try to translate everything we learned into a product. We started with sketches and words on paper so that creativity could flow spontaneously. When it was decided, which course the project would take, the 3D modeling phase was started to better visualize the idea. One of the great advantages of this century that we live is the technological advance that provides us with a multitude of possibilities of prototyping for rapid tests, be it for aesthetic or functional and ergonomic purpose. Using CAD, based digital tooling, in this case we used Rhinoceros 5, we could better visualize the project and see its gradual evolution, thinking about the mechanisms and possibilities.
OCTOPUS Polvos se enquadram no Filo dos moluscos que por sua vez são animais moles que habitam ambientes aquáticos ou ambientes terrestres que sejam húmidos. Dentre as divisões de Classes presentes neste Filo, o polvo se enquadra na Classe Cephalopoda onde os animais nela contida apresentam conchas como no caso do Náutilos ou uma casca interna semelhante à das lulas e há os que não possuem concha alguma como no exemplo dos polvos. O cefalópode tem esse nome uma vez que seus “pés” ou tentáculos se inserem diretamente a cabeça.
Octopuses fit into the phylum of mollusks, soft animals that inhabit aquatic environments or terrestrial environments that are humid. Among the divisions of Classes present in this Phylum, the octopus falls within the Class Cephalopoda where the animals contain external shells as in the case of Nautilus or an internal shell like the squid and there are those that do not have any shell as in the example of the octopuses. The cephalopod has this name once its "feet" or tentacles are directly insert the head. The distinction within this Class is made in relation to the number of tentacles they have. Octopodes have eight tentacles (octopus) while decapods have ten (squid). The following subject of study is the species Octopus vulgaris (common octopus) and its specificities.
NATOMY AND MOVEMENTS O polvo é invertebrado pela ausência da coluna vertebral em sua estrutura, possui corpo mole e uma pele sensível a luz. Trata-se de animal incrivelmente fluido uma vez que não é restringido por ossos e conchas. Esse animal varia entre porte médio e grande chegando até 1,5 metros de comprimento pesando10 kg ou mais. Muitos cientistas afirmam que o polvo possui nove cérebros sendo um central localizado na cabeça e outros que se estendem pelos seus tentáculos dotados de neurônios.
The octopus is invertebrate by the absence of the spine in its structure, has soft body and light sensitive skin. It is incredibly fluid animal since it is not restricted by bones and shells. This animal varies between medium and large size reaching up to 1.5 meters in length weighing 10 kg or more. Many scientists say the octopus has nine brains, one central located in the head and others that extend through its tentacles with neurons.
Possuem oito tentáculos sendo o par dorsal um pouco menor que os demais. Cada um dos tentáculos possui duas fileiras de ventosas na parte interna, somando ao entre 160 a 180 ventosas. Seus tentáculos servem para suprir quase todas as suas necessidades, caçar, comer, movimentar, deslocar, provar (com as ventosas) e acasalar. Esses tentáculos são fortes e flexíveis, formados quase exclusivamente por músculos que possibilitam confrontos com tubarões. Seu complexo sistema nervoso se estende formando pequenos cérebros em cada tentáculo que se conectam ao cérebro central que fica na cabeça.
TENTACLES
They have eight tentacles, the dorsal pair being slightly smaller than the others. Each of the tentacles has two rows of suckers on the inside, adding up to 160 to 180 suckers. Its tentacles serve to supply almost all its needs, to hunt, to eat, to move, to dislocate, to taste (with the suckers) and to mate. These tentacles are strong and flexible, formed almost exclusively by muscles that enable clashes with sharks. Its complex nervous system extends into small brains in each tentacle that connect to the central brain that lies in the head.
Ventosas Sua principal função é auxiliar na alimentação pois com elas os tentáculos conseguem aderir a presa e leva-la a boca, porém as ventosas também ajudam na locomoção do animal pois são capazes de aderir ao terreno rochoso e com corais fazendo com que ele consiga andar sobre as superfícies ou fixar-se sobre elas. As ventosas possuem duas câmaras sendo elas o infundíbulo externo e o acetábulo interno. O infundíbulo modifica sua borda ao aderir a algo, moldando-se para formar uma espécie de lacre. Os músculos do acetábulo contraem-se fazendo com que haja uma pressão negativa no interior da ventosa e gerando então a sucção. Há músculos na ventosa que a permitem que gire independentemente em movimentos circulares e em ângulos diversos. Nas ventosas há uma complexa rede neural que possibilita que o animal sinta o gosto das superfícies por elas pelos chamados quimiorreceptores. Os quimiorreceptores conectam-se aos gânglios nervosos que recebem informações sensoriais e faz com que cada ventosa tenha o que pode ser comparado como um mini cérebro. Assim cada ventosa passa a funcionar de maneira independente.
Suckers Its main function is to aid in feeding because with them the tentacles can adhere to the prey and take it to the mouth, but the suckers also help in the locomotion of the animal since they are able to adhere to the rocky terrain and with corals making it able to walk on the surfaces or attach themselves to them. The suckers have two chambers, these being the outer infundibulum and the inner acetabulum. The infundibulum changes its border by adhering to something, shaping itself to form a kind of seal. The acetabulum muscles contract causing a negative pressure inside the sucker and then causing the suction. There are muscles in the suckers that allow it to rotate independently in circular motions and at various angles. In the suckers there is a complex neural network that allows the animal to taste the surfaces, its called chemoreceptors. Chemoreceptors connect to nerve ganglia that receive sensory information and makes each sucker have what can be compared to a mini brain. Thus, each sucker starts to function independently.
MANTLE O manto é uma estrutura musculosa que protege os órgãos internos do animal (brânquias, corações, sistema digestivo e as glândulas reprodutivas), auxilia na respiração e contração.
The mantle is a muscular structure that protects the animal's internal organs (gills, hearts, digestive system and reproductive glands), helps breathing and contraction.
SIPHON O sifão é um tubo que serve para a passagem de água e deslocamento do
The siphon is a tube that serves for the
polvo. A força com a qual é expelida a
passage of water and locomotion. The force
água de dentro do manto para fora
with which the water is expelled functions as
funciona como uma propulsão a jato
a jet propulsion which propels it, this thrust
que o impulsiona, este impulso pode
can be controlled from the force with which
ser controlado a partir da força com a
the water is ejected. In this way, one of his
qual é ejetada essa água. Dessa forma,
characteristics is that he ends up swimming
uma de suas características é que ele
backwards.
acaba nadando de costas.
BEAK A boca do polvo apresenta uma estrutura córnea com um pico que se assemelha ao de um papagaio. É um bico ósseo capaz de cortar e desmembrar a presa, separando as partes moles das conchas e cascos (caranguejos). The mouth of the octopus has a horny structure with a beak that resembles that of a parrot. It is a bony beak capable of cutting and dismembering the prey, separating the soft parts of the shells and shells (crabs).
HABITAT Costumam habitar diversos meios, dos fundos arenosos aos recifes de corais e áreas rochosas, também aproveitam esses meios para se esconderem em rochas, fendas e buracos. É comum que se mantenham escondidos como parte de seu meio de defesa. A sua distribuição ao redor do mundo é vasta, habitando zonas tropicais, subtropicais e temperadas. They usually inhabit diverse places, from the sandy bottoms to the reefs of coral and rocky areas, also use these surrounding to hide in rocks, cracks and holes. It is common for them to remain hidden as part of their defense. Its distribution around the world is vast, inhabiting tropical, subtropical and temperate zones.
MEIOS DE DEFESA Uma vez que não possuem conchas, eles necessitam de outros meios de se proteger. A camuflagem é uma delas, os polvos podem mudar de cor e textura quase que instantaneamente. Eles podem torna-la irregular, pontiaguda, lisa. Mudar a cor se assemelhar-se a algas marinhas, rochas e inclusive mimetizar outros animais. Há também as glândulas que lançam uma tinta preta que o ajuda a evadir-se de um predador sem ser visto e que podem paralisar os órgãos sensoriais do predador pelo composto tirosinase nela presente. Essa bolsa de tinta se localiza perto do sistema digestivo e que expele a tinta a partir do sifão. A tinta é solta tanto em forma de bolhas para servir como iscas ou em rajada para encobrir a fuga.
A possiblidade de disfarce se dá pelo complexo cérebro que se comunica com milhares de células que regulam os padrões de cor, células encontradas na pele do animal e denominadas cromatóforos que possuem minúsculas bolsas de pigmento capazes de expandir-se rapidamente, logo abaixo delas há células (iridóforos) que refletem como espelhos cores iridescentes (cores do arco-íris) e as cores do ambiente ao redor. Quando os cromatóforos expandem, o padrão de cor aparece. Ao se contraírem, as células brancas ou refletoras se evidenciam. Os cromatóforos também servem para projetar padrões a serem percebidos como alerta aos predadores, principalmente no caso de polvos venenosos.
DEFENSE Since they do not have shells, they need other means of protecting themselves. The camouflage is one of them, the octopuses can change color and texture almost instantly. They can make it uneven, pointed, smooth. Change the color resembling seaweed, rocks and even mimic other animals. There are also glands that cast a black paint that helps to evade a predator without being seen and that can paralyze the sensory organs of the predator by the compound tyrosinase in it. This ink bag is located near the digestive system and expels the ink from the siphon. The paint is released either in the form of bubbles to serve as baits or in burst to cover up the escape.
The possibility of disguise is given by the complex brain that communicates with thousands of cells that regulate color patterns, cells found in the animal's skin and called chromatophores that have tiny pigment pockets that can expand rapidly, just below them are cells (Iridophores) reflecting mirrors as iridescent colors (colors of the rainbow) and the surrounding environment colors. When the chromatophores expand, the color pattern appears. When contracting, the white or reflecting cells are evident. The chromatophores also serve to design patterns to be perceived as alert to predators, especially in the case of poisonous octopuses.
Este é um animal carnívoro que costuma se alimentar principalmente de crustáceos, moluscos, peixes e outros invertebrados. O polvo captura suas presas com o auxílio dos tentáculos, ventosas e pode utilizar-se de membranas que se localizam entre um tentáculo e outro para assim saltar sobre suas presar e envolve-la nessa espécie de “paraquedas” e em seguida levar a refeição até a boca onde injeta-lhe sua saliva toxica que a paralisa. Após esse processo, dá-se início a outro, o do desmembrar a presa. O polvo consome o seu alimento em pequenos pedaços com o auxílio desse bico. Para caçar sua presa ele utiliza o tentáculo para mimetizar um verme e chamar-lhe atenção ou estende sorrateiramente o tentáculo para agarrar a presa subitamente.
This is a carnivorous animal that usually feeds on crustaceans, mollusks, fish and other invertebrates. The octopus captures its prey with the aid of the suckers on its tentacles and can use membranes that are located between a tentacle to jump over their prey, grasp and wrap it in this kind of "parachute" and then take the meal to the mouth where it injects its toxic saliva that paralyzes the prey. After this process, another begins, the dismembering of the prey. The octopus consumes its food in small pieces with the help of its beak. To hunt, it also uses the tentacle to mimic a worm and draw attention to it or sneaks up the tentacle to catch the prey suddenly.
HUNTING AND EATING HABITS
REPRODUC TION São animais solitários que vivem sozinhos e se agrupam apenas em época de acasalamento. O acasalamento pode levar de horas a dias, após a cópula o macho morre e a fêmea permanece viva apenas até que eclodam os ovos, durante esse tempo ela cuida deles e passa a não se alimentar mais. A reprodução é sexuada e a fêmea quando está a ponto de acasalar libera feromônio para atrair o macho. O terceiro tentáculo direito do polvo é o seu órgão sexual que se insere na cloaca de fêmea para que ocorra a fecundação. They are solitary animals that live alone and get together only in mating season. Mating can take from hours to days, after copulation the male dies and the female remains alive only until eggs hatch, during the time she takes care of them, it no longer feeds itself. The reproduction is sexual and the female releases pheromone to attract the male when it is about to mate. The octopus's third right tentacle is its sexual organ that fits into the female for fertilization to occur.
CURIOSITIES Trata-se de um animal que não vive muito tempo, entre 12 a 18 meses. É acatado como o mais inteligente dos invertebrados pois possui habilidades de aprendizagem e memorização. Seus olhos se assemelham aos nossos, possuem íris, pupila, cristalino e retina. Estes olhos são avançados a ponto de servirem de inspiração para lentes de câmeras. Algumas pesquisas sugerem que cada tentáculo tem vontade própria e pode agir independentemente do cérebro central uma vez que um estimulo foi recebido. It is an animal that does not live long, between 12 and 18 months. It is accepted as the most intelligent invertebrate because it has learning and memorizing skills. It eyes resemble ours, they have iris, pupil, crystalline, and retina. These eyes are so advanced that serve as inspiration for camera lenses. Some research suggests that each tentacle has a will of its own and can act independently of the central brain once a stimulus has been received.
MOODBOARD
CONCEITO Com base na designação deste animal denominado Octopus vulgaris (polvo-comum), vimo-nos confrontados com a problemática de sintetizar um ser vivo amplamente complexo, mantendo concomitantemente alguma característica biomecânica que seria aplicada ao produto. Encadeado por corrediças que possibilitam alteração horizontal da estrutura a Luminária surge a partir do conceito do polvo e as características de alteração da volumetria, forma, largura e comprimento, densidade da pele e tantas outras infinitas possibilidades de alterações estruturais que este animal possui. A ideia de uma luminária que possibilita ao usuário moldala como lhe convém em eixos horizontais, representa a capacidade de mudança de forma, expansão e contração do tentáculo do polvo. A alusão aos cromatóforos simbolizados pela possibilidade de alteração das luzes de LED (opção fixas de luz branca ou amarela e modo automático de ambas) permite ao usuário utiliza-la em mais de uma circunstância.
CONCEPT Based on the Octopus vulgaris (common octopus), we were confronted with the problem of synthesizing a broadly complex living being while maintaining some biomechanical characteristics that would be applied to the product. The  Luminaire is based on the concept of the octopus characteristic of changing volumetry, shape, width and length, density of the skin and many other infinite possibilities of structural changes that this animal possesses. The idea of a luminaire that enables the user to change it shape horizontally as it suits them, represents the Octopus ability to change shape, expand and contract it tentacles. The allusion to the chromatophores symbolized by the possibility of changing the LED lights (fixed option of white or yellow light and automatic mode for both) allows the user to use it in more than one circumstance. Â
DESIGN É BUSCAR INOVAR E SOLUCIONAR PROBLEMAS. PARTINDO DESSE CONCEITO, INGRESSAMOS EM UM ÁRDUO PROCESSO DE ERROS E ACERTOS, ENXURRADAS DE BRAINSTORMS QUE APONTAVAM PARA AS MAIS VARIADAS DIREÇÕES, DE IDEIAS SIMPLES A IDEIAS MIRABOLANTES, POR FIM CHEGAMOS A LUMINÁRIA. A INTENÇÃO ERA CRIAR UM PRODUTO BIO INSPIRADO QUE MANTIVESSE ALGUMAS CARACTERÍSTICAS MECÂNICAS DO ANIMAL ESCOLHIDO, ENTRETANTO, HAVIA UMA PREOCUPAÇÃO PARA QUE A FORMA NÃO RETRATASSE DE MANEIRA GRITANTE O OBJETO DE ESTUDO EM QUESTÃO. OCORRIA A NECESSIDADE DE TRADUZIR O POLVO E AS SUAS PARTICULARIDADES DE EXPANSÃO, ALTERAÇÃO DE VOLUMETRIA E FORMA, PELE E CROMATÓFOROS EM UM PROJETO DE DESIGN.
DESIGN IS TO SEEK INNOVATION AND PROBLEMS SOLVING. STARTING FROM THIS CONCEPT, WE ENTERED AN ARDUOUS PROCESS OF HITS AND MISSES, FLOODED WITH BRAINSTORMS THAT POINTED TO THE MOST VARIED DIRECTIONS, FROM SIMPLE IDEAS TO COMPLEX IDEAS, FINALLY WE ARRIVED AT BLABLABLA LUMINAIRE. THE INTENTION WAS TO CREATE A BIO-INSPIRED PRODUCT THAT RETAINS SOME MECHANICAL CHARACTERISTICS OF THE CHOSEN ANIMAL, HOWEVER, THERE WAS A CONCERN THAT THE SHAPE DID NOT PORTRAY THE OBJECT OF STUDY IN AN OBVIOUS WAY. THERE WAS A NEED TO TRANSLATE THE OCTOPUS AND ITS PECULIARITIES OF EXPANSION, CHANGE OF VOLUMETRY AND SHAPE, SKIN AND CHROMATOPHORES IN A DESIGN PROJECT.
MATERIAIS E MÉTODOS A partir de pesquisas, consideramos madeira laminada e o polietileno como sendo as opções mais interessantes para o produto final. Entre as madeiras possíveis para serem utilizadas no projeto, se destacam a madeira de Paulownia por possuir baixo teor de umidade fazendo com que não se deforme como outras madeiras. Há também a vantagem dessa madeira não ser atacada por cupins e ser fácil de trabalhar e polir. É resistente ao desgaste, não deforma, é leve e possível de tingir. Todavia pensamos também na possibilidade da utilização de madeiras descartadas, madeira de demolição, dentre outras possibilidades. Quanto ao polímero a ser usado nos blocos de LED que intercalam com os de madeiras, o polietileno pareceu ser o mais indicado. O polietileno (PE) é um termoplástico, sua temperatura de fusão é entre 110 e 115°C. É um material que possui resistência a impacto, alta flexibilidade, estabilidade térmica e química. Pode ser produzido com diferentes densidades, é leve, atóxico e quimicamente resistente uma vez que é utilizado em embalagens de produtos de limpeza.
Há 5 tipos: PEAD (polietileno de alta densidade), PEBD (polietileno de baixa densidade), PELBD ou PEBDL (polietileno líneas de baixa densidade), PEUAMP (polietileno de ultra alto peso molecular) e PEUBD (polietileno de ultra baixa densidade) sendo todos recicláveis Para além da resistência ao rasgo, tração, impacto, abrasão, corrosão e fratura por impacto, sua propriedade translucida ou transparente, se mostra favorável para a sua aplicação em um projeto de luminária. Métodos possíveis: Peças de polietileno possivelmente feitas utilizando processo Vacuum forming ou injeção para um acabamento mais limpo. Utilização de corte a lazer para as peças em madeira garantindo maior precisão de encaixe ao montar a luminária Uso de corrediças já existentes no mercado.
MATERIALS AND METHODS From research, we consider laminated wood and polyethylene as the most interesting options for the final product. Among the possible woods to be used in the project, Paulownia wood stands out because it has a low moisture content so that it does not deform like other woods. There is also the advantage of this wood not being attacked by termites and being easy to work and polish. It is resistant to wear, does not deform, is light and possible to dye. However, we also think about the possibility of using discarded wood, demolition wood, among other possibilities. As for the polymer to be used, polyethylene seemed to be the most suitable. Polyethylene (PE) is a thermoplastic, its melting temperature is between 110 and 115 ° C. It is a material that has impact resistance, high flexibility, thermal and chemical stability. It can be produced with different densities, is lightweight, nontoxic and chemically resistant.
There are 5 types: HDPE, LDPE, LDPE or LDPE, PEUAMP, PEUBD, all recyclable. In addition to the tear, traction, impact, abrasion, corrosion and impact fracture resistance, its translucent or transparent property is favorable for its application in a luminaire design. Possible methods: Polyethylene parts possibly made using Vacuum forming process or injection. Laser cutting for wood parts ensuring greater precision of fit when building the luminaire. Use of slides already on the market.
ENVIRONMENT A LUMINÁRIA BLABLABLA, PELO SEU DESIGN VISTOSO, É ADEQUADA PARA AMBIENTES DOMÉSTICOS E ÁREAS FECHADAS UMA VEZ QUE NÃO FOI PROJETADA PARA LOCAIS PÚBLICOS E AMBIENTES ABERTOS POR CONTA DE INTEMPÉRIES NATURAIS E PASSÍVEL DE VANDALISMOS
THE BLABLABLA LUMINAIRE, FOR ITS FANCY DESIGN, IS SUITABLE FOR DOMESTIC ENVIRONMENTS AND ENCLOSED AREAS AS IT IS NOT DESIGNED FOR PUBLIC PLACES AND OPEN ENVIRONMENTS DUE TO BAD WEATHER AND LACK VANDALPROOF.
PRELIMINARY MODELS
PRELIMINARY MODELS
PRELIMINARY MODELS
BIBLIOGRAPHY AND REFERENCES http://www1.cmfunchal.pt/ciencia/index.php? option=com_content&view=article&id=34 4:polvo-comum&catid=109:especie-domes&Itemid=338 http://ciencia.hsw.uol.com.br/polvos1.ht m http://www.sbrt.ibict.br/dossietecnico/downloadsDT/Mjc2ODE= https://blogdoenem.com.br/biologiaclasses-moluscos/ http://especiesmarinhas.blogspot.com.br /2008/07/octopoda-polvo-e-lulaclassificao.html?m=1 http://biobiologist.blogspot.com.br/2010/ 11/ventosa-sensacional.html http://ciencia.hsw.uol.com.br/polvos1.ht m http://www.sbrt.ibict.br/dossietecnico/downloadsDT/Mjc2ODE= https://blogdoenem.com.br/biologiaclasses-moluscos/ http://especiesmarinhas.blogspot.com.br /2008/07/octopoda-polvo-e-lulaclassificao.html?m=1 http://biobiologist.blogspot.com.br/2010/ 11/ventosa-sensacional.html resoambiental.com/2015/07/polietilenoo-que-e-onde-e-utilizado/ www.tudosobreplasticos.com/materiais/p olietileno.asp
BARBARA NASCIMENTO FELIPE CARRIJO YANYAN ZHANG