海馬的方形尾巴具有力學(xué)優(yōu)勢(shì) _海馬

海馬的方形尾巴具有力學(xué)優(yōu)勢(shì)（配圖）
（報(bào)道）據(jù)EurekAlert!：一項(xiàng)新的工程學(xué)研究顯示，海馬尾巴有著方形的截面，這是因?yàn)檫@種形狀會(huì)比圓形截面的尾巴更好地抗損壞及進(jìn)行抓握。作者們說，從這項(xiàng)研究獲取的見識(shí)可給機(jī)器人的新型盔甲及進(jìn)展帶來啟發(fā) 。盡管大多數(shù)有尾巴的動(dòng)物——包括某些猴子、蜥蜴和嚙齒類動(dòng)物——具有軟性、圓柱形的尾巴——但海馬的尾巴是由被骨板包圍的方形棱柱組成的。
為了更好地了解海馬尾巴為什么會(huì)偏離常態(tài)以及其令人好奇的尾巴形狀可能賦予什么樣的力學(xué)優(yōu)勢(shì)，Michael Porter和同事創(chuàng)制了一個(gè)3D打印的尾巴模型以及一個(gè)假想的圓柱形版本的尾巴模型。研究人員對(duì)這兩種模型進(jìn)行了扭曲和彎折，并用槌敲擊它們，結(jié)果發(fā)現(xiàn)方形尾巴模型能更好地抵抗扭轉(zhuǎn)，并能更好地回復(fù)至其自然的排列。方形尾巴的抗扭曲性可對(duì)保護(hù)海馬嬌嫩的脊髓有所幫助。研究人員發(fā)現(xiàn)，在尾巴卷纏某物體時(shí) ，方形尾巴的外表面還可增加接觸面積，從而賦予其更好的抓握掌控。最后，方形尾巴也更具彈性，不會(huì)像其對(duì)應(yīng)的圓形尾巴那樣劇烈地變性。正如相關(guān)的電腦動(dòng)畫所示，這種彈性還會(huì)因?yàn)榛瑒?dòng)關(guān)節(jié)而變得容易。
【海馬的方形尾巴具有力學(xué)優(yōu)勢(shì)】科學(xué)家們多年來一直從自然界獲取靈感來開發(fā)新的技術(shù)（如用于搜救的機(jī)器人），而這項(xiàng)新的研究會(huì)增進(jìn)他們這樣做的能力，尤其是像海馬尾巴盡管堅(jiān)硬但卻柔順（在金屬機(jī)器人中難以有這種性能），盡管重量輕但卻抗損壞（在基于硅膠的機(jī)器人中很難有這種性狀）。這項(xiàng)研究還顯示了工程設(shè)計(jì)如何能解答生物學(xué)問題。