科學家揭開蛇「直線運動」奧秘,將助力研發搜救機器人
相信很多人小時候都問過家長這麼一個問題:蛇沒有腳,它咋爬的呢?居然還能爬那麼快!現在你長這麼大了,找到答案了嗎?
其實啊,蛇之所以能爬行,是由於它有特殊的運動方式:一種是蜿蜒運動,所有的蛇都能以這種方式向前爬行。
爬行時,蛇體在地面上作水平波狀彎曲,使彎曲處的後邊施力於粗糙的地面上,由地面的反作用力推動蛇體前進。
如果把蛇放在平滑的玻璃板上,那它就寸步難行,無法以這種方式爬行了,當然,不必因此為蛇擔憂,因為在自然界是不會有像玻璃那樣光滑的地面的。
第二種方式是伸縮運動。蛇身前部抬起,儘力前伸,接觸到支持的物體時,蛇身後部即跟著縮向前去,然後再抬起身體前部向前伸,得到支持物,後部再縮向前去,這樣交替伸縮,蛇就能不斷地向前爬行。
在地面爬行比較緩慢的蛇,如鉛色水蛇等,在受到驚動時,蛇身會很快地連續伸縮,加快爬行的速度,給人以跳躍的感覺。
第三種是履帶式直線運動,敲黑板,這種運動方式是 TechPunk 要重點為大家介紹的。
自上個世紀50年代以來,科學家們一直探索這個深奧的運動原理。最近,辛辛那提大學(the University of Cincinnati)的科學家為我們作出了比較詳細的解釋。
這是因為蛇沒有胸骨,它的肋骨可以前後自由移動,肋骨與腹鱗之間有肋皮肌相連。當肋皮肌收縮時,肋骨便向前移動,這就帶動寬大的腹鱗依次豎立,即稍稍翹起,翹起的腹鱗就像踩著地面那樣,但這時只是腹鱗動而蛇身沒有動,接著肋皮肌放鬆,腹鱗的後緣就施力於粗糙的地面,靠反作用把蛇體推向前方,這種運動方式產生的效果是使蛇身直線向前爬行,就像坦克那樣。
自然界中很多兇猛的大蛇都會選擇這種運動方式,比如,毒蛇、蟒蛇、水蟒等等。這可以幫助它們通過狹窄的通道。因為蛇常常要捕食嚙齒類動物,它們的洞特別小,這時候直線運動就派上用場了。
基於這項研究,科學家會進一步思考如何設計出也能進行直線運動的蛇形搜救機器人,讓機器人能在塌方現場進行搜救。
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