科学家根据需要训练蜘蛛到JUMP,以发现其杂技能力的秘密

2018-12-02 01:10:01

作者:姬鄱蹶

一只名叫金的蜘蛛已经接受过培训,可以让那些渴望了解她的杂技能力秘密的科学家们提出要求

马戏团行为研究可以帮助工程师设计出目前超越人类技术的敏捷迷你机器人

金是一种“皇家跳跃的蜘蛛”,Phidippus regius,一种以其惊人的飞跃而闻名的物种

跳跃的蜘蛛,长达2厘米,从站立开始可以达到身体长度的六倍

相比之下,人类可以达到的最佳体长约为1.5

在起飞时,蜘蛛腿上的力量相当于生物体重的五倍

来自曼彻斯特大学的首席科学家Mostafa Nabawy博士说:“这太棒了,如果我们能够理解这些生物力学,我们就可以将它们应用到其他研究领域

”Nabawy博士的团队训练Kim为男人跳到不同的高度和距离制作实验室平台

她的跳跃是用超高速摄像机拍摄的

科学家们还对蜘蛛进行了微型CT扫描,创建了一个三维虚拟的腿部和身体结构模型

结果发表在Nature Scientific Reports上

,表明Kim使用不同的跳跃策略取决于她所提出的挑战

对于短距离,她喜欢更快,更低的轨迹,耗尽更多能量但最小化飞行时间

这使得跳跃更准确和有效捕捉猎物

用于越过崎岖地形的那种距离跳跃更慢,更节能

昆虫和蜘蛛以多种不同的方式跳跃,使用类似弹簧的机制,直接肌肉力量或内部流体压力

众所周知,蜘蛛使用液压流体压力系统来伸展他们的腿,但这在跳跃中扮演的角色是未知的

研究合着者,来自曼彻斯特大学的Bill Crowther博士说:“我们的结果表明,虽然Kim可以通过液压方式移动她的腿,但她不需要液压系统的额外动力来实现她非凡的跳跃性能

”液压运动在蜘蛛中的作用仍然是一个悬而未决的问题