像貓舌頭一樣的梳子,你想不想要?
和17世紀一樣,發刷到現在還是生活的必需品,而梳子則與出土的公元前8000年物件幾乎一模一樣。但是下一代整理毛髮的工具可能會從這個看上去不可能的材料上獲得靈感:貓。
當研究學者亞歷克西斯·諾爾(Alexis Noel)看到她的貓在舔一個微纖維的籃子時——舌頭卡在裡面了,她要幫助他拿出來——然後她就開始思考貓舌頭的獨特構造。貓咪的舌頭上布滿了很小的、硬硬的刺頭,它們可以用這些來翻捲毛發,進行梳理。
諾爾是一位在喬治亞理工學院機械工程系的在讀博士,在安裝著高速攝像頭的實驗室工作,攝像頭能夠捕捉到貓舔舐自己毛髮的機械學過程。利用腳本,研究者們能夠深入學習舌頭上的「刺頭」。
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「它們有點像魔術貼上的鉤子,」諾爾說。「實際上它們看上去就和貓爪一樣,或者你可以參考任何哺乳動物的爪子,它們完全相同,只不過是以微小的形式呈現。這些堅硬的爪子大概和指甲的硬度相當,嵌在貓咪柔軟的舌頭組織里。」
當貓咪們在梳理自己的皮毛時——這幾乎是它們每天走路的必修,佔據了一半的時間——它們會讓舌頭上的一些肌肉變硬,接著刺頭就會裸露出來,在它們四處舔舐時,刺頭便會隨著方向旋轉。「由於它們獨特、尖利和彎曲的特點,幾乎可以觸及到貓咪的全身,並且刺穿糾結在一起的毛髮,然後分開它們。」她說。
這是普通的梳子做不到的事情。舌頭還會自我清潔。普通的梳子則會在根部收集一堆很難處理的頭髮,而貓的刺頭變得平整之後,毛髮自然而然就會掉落,不會纏繞在舌頭上。如果人類的梳子也能運用類似的原理,那你動動一根手指就可以梳頭髮了。
研究者們利用腳本和貓舌頭的CT掃描圖,3D列印出了刺頭的模型,將其嵌在和舌頭一樣的硅基片中。他們可以用這個模型測試舌頭運作的細節部分。
「你可以重現貓舌頭上發生的一舉一動,精確地改變變數,」諾爾說。「這樣的話,我們就不會依賴於貓。你不可能讓貓咪準確地做到你們想要的效果。它們很隨心所欲的。」
利用模型,這個團隊開始研究怎麼實現設計理念,並在在實際應用中做出相應的工具——從更好的梳子和地毯清潔技術到全新的軟機器人技術。
「假如這個機器人需要抓起一塊石頭的表面,」她說。「這些刺頭可以讓機器人抓到石頭的裂縫,並且用很大的力氣拖拽。」
該設計還有潛力幫助傷口清潔,這也是貓咪們在舔毛的時候做的事情。
此前,沒有人這樣細緻地研究過貓舌頭的物理特性。「大家都知道貓的舌頭很粗糙,」諾爾說。「但是沒人真正地觀察過貓舌頭表面到底是如何運作的,是什麼讓它如此粗糙,又是什麼讓它們如此高效。」
研究者們正在申請專利,並且計劃根據這個設計創造出新的產品。
翻譯:趙雪白鴿
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來源:fastcoexist
原標題:How Cats Tongues Are Inspiring Smarter Hairbrushes For Humans
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