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        英國(guó)科學(xué)家通過(guò)訓(xùn)練蜘蛛發(fā)現(xiàn)動(dòng)物運(yùn)動(dòng)的秘密
        
			
        
				2019-10-11 10:44:20
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			  來(lái)源：
			
        
		
        
				
		
        
			
        曼徹斯特大學(xué)的科學(xué)家周二透露，他們是如何訓(xùn)練蜘蛛按需跳動(dòng)的，以幫助他們發(fā)現(xiàn)動(dòng)物運(yùn)動(dòng)的秘密。
        

        這項(xiàng)研究是同類(lèi)研究中最先進(jìn)的，并且是首次使用3D CT掃描和高速高分辨率照相機(jī)來(lái)記錄，監(jiān)視和分析蜘蛛的運(yùn)動(dòng)和行為。它還將有助于未來(lái)機(jī)器人的發(fā)展。
        

        這項(xiàng)研究揭開(kāi)了一些掠食性蜘蛛在狩獵時(shí)如何捕捉獵物的秘密。為此，他們首次成功地訓(xùn)練了一只叫金的蜘蛛來(lái)跳不同的距離和高度。
        

        英國(guó)科學(xué)家通過(guò)訓(xùn)練蜘蛛發(fā)現(xiàn)動(dòng)物運(yùn)動(dòng)的秘密
        

        金被教導(dǎo)要在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中跳上人造平臺(tái)。她屬于被稱(chēng)為Regal Jumping Spider的跳蛛網(wǎng)菌種。
        

        該團(tuán)隊(duì)使用超高速相機(jī)和高分辨率的微CT掃描記錄了跳躍，從而以前所未有的細(xì)節(jié)創(chuàng)建了Kim腿和身體結(jié)構(gòu)的3D模型。
        

        該研究的目的是回答為什么跳躍的蜘蛛解剖結(jié)構(gòu)和行為會(huì)像以前那樣進(jìn)化的問(wèn)題。其次，該項(xiàng)目利用對(duì)蜘蛛的更好理解來(lái)想象一類(lèi)新型的敏捷微型機(jī)器人，而使用當(dāng)今的工程技術(shù)，這是目前無(wú)法想象的。
        

        該研究的主要作者莫斯塔法·納巴威博士說(shuō)：“這項(xiàng)工作的重點(diǎn)是這些蜘蛛的非凡跳躍能力。跳躍的蜘蛛從站立開(kāi)始可以跳躍到其體長(zhǎng)的六倍。人類(lèi)可以做到的最好達(dá)到大約1.5的身體長(zhǎng)度。
        

        “起飛時(shí)腿上的力量可能高達(dá)蜘蛛重量的5倍。這太了不起了，如果我們能理解這些生物力學(xué)，就可以將其應(yīng)用于其他研究領(lǐng)域。”
        

        結(jié)果表明，這種特定種類(lèi)的蜘蛛根據(jù)所面臨的跳躍挑戰(zhàn)使用不同的跳躍策略。
        

        為了跳躍更短的近距離距離，Kim傾向于使用更快的更低的軌跡，從而消耗更多的能量，但可以最大程度地減少飛行時(shí)間。這樣可以使跳躍更準(zhǔn)確，更有效地捕獲獵物。
        

        但是，如果Kim跳了一段較長(zhǎng)的距離或跳到高架平臺(tái)上(也許是為了穿越崎terrain的地形)，她將以最有效的方式跳下來(lái)，以減少所消耗的能量。
        

        昆蟲(chóng)和蜘蛛以多種不同的方式跳躍，要么使用類(lèi)似彈簧的機(jī)制，要么直接施加肌肉力，要么使用內(nèi)部流體壓力。
        

        五十多年來(lái)，科學(xué)家們已經(jīng)知道蜘蛛會(huì)利用內(nèi)部液壓來(lái)伸展雙腿，但是未知的是，當(dāng)蜘蛛跳躍時(shí)，是否會(huì)主動(dòng)使用這種液壓來(lái)增強(qiáng)或替代肌肉力量。
        

        該研究的合著者比爾·克勞瑟博士說(shuō)：“我們的結(jié)果表明，盡管金可以液壓地移動(dòng)雙腿，但她并不需要液壓提供額外的動(dòng)力來(lái)實(shí)現(xiàn)非凡的跳躍性能。因此，液壓運(yùn)動(dòng)在健身中的作用蜘蛛仍然是一個(gè)懸而未決的問(wèn)題。
        
			

			
          
        
			
        
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