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既然軸承那麼完美,人體為什麼沒有進化出軸承狀關節結構?

軸承也許是機械設備中最普遍的一個應用,它的功能是支撐轉動,減少摩擦係數的一種機械結構!軸承發展到現代已經不僅僅是支撐轉動,還有直線軸承以及支撐端部推力軸承等!這種機械設備的效率倍增器會適合人類嗎?為什麼人類沒有進化出類似的結構?

一、人類身上的「軸承」

並非是人類身上沒有軸承,假如要歸類的話,人體的關節是可以歸類到推力軸承一類,如果各位有興趣,不妨來看看人體的膝關節!

上圖為人體的膝關節,影響實現的韌帶已經移除!膝關節只能單一前後活動,不能左右兩邊運動,並且有關節腔的運動約束以及關節液的潤滑,還有軟骨的緩衝,以及內外側副韌帶的約束,完成了一個完美的人體軸承結構,徑向的耐受力極強,如果您沒有概念,那麼請回一下舉重運動員舉起杠鈴的那一剎那,200kg左右的重量每個關節都得承受100kg,要知道這是血肉之軀哦!不過需要注意的是,膝關節也非常容易受傷,比如不注意運動強度或者姿勢,膝關節反轉拉傷甚至拉斷韌帶或者半月板磨損的案例是很高的,高強度運動之前請注意熱身以及合理的休息!

二、人體的關節為什麼不是轉動結構的?

大家都知道,人體的關節運動都是有範圍的,比如膝蓋並不能反轉,假如發生,那麼肯定是極其嚴重的受傷,也許有極少數的可以突破到某個角度,但正並非常人所能達到!而約束這個位置的關節的結構與韌帶,兩者一起組成了人體運動的標準方向!

我們的身體結構決定了我們無法轉動,假如膝關節前後擺動不受約束的話,那麼我們步行將會非常可笑,唯一的結果就是腳步邁出去身體卻沒有前進,因為膝關節反向彎曲了,記得好萊塢有部電影中的外星人膝關節可以反向彎曲,並且彎曲後將會開啟超級彈跳力模式,但對於人類來說,這只是腦洞而已!

三、假如人體有轉動的輪子,會如何?

我們的身體結構決定了不可能是能夠轉動無障礙的軸承,那麼假如人類進化出輪子呢?會讓我們效率倍增嗎?

輪子的效率高嗎?這是毫無疑問的,但輪子的適應性強嗎?也許無法適應地球上99.99%以上面積的區域,即使在市區,也僅僅只能在道路上使用而已,不妨各位想想殘疾人出行有多困難就知道了!所以設計幫助人類工作的機器人和人類結構類似的是有原因的,因為人體的關節與運動結構幾乎可適應100%的區域,為替代人類工作的機器人當然是參考人類而不是參考汽車了!

很難想像輪子可以做出如此動作,不過有一點要指出的是,輪子加上膝關節也許可以達到非常完美的程度,那就是平路用輪子,樓梯用關節,這樣配合不是最理想的狀態么?

但我們人類不可能進化到這個狀態,但也許可以通過外骨骼機械將人類直接擁有這樣的結構就可以了,也許這一天並不會太晚,你看上圖如此靈活的機器人,不消時日我們就可以在市場為自己挑選一款合適的外骨骼了!

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