章鱼挤洞逃生动作被拆解,柔性机器人研发获参考
雅虎科技网站11月9日文章,原题:研究人员揭示章鱼如何挤压身体,并通过微小的孔洞逃脱 章鱼从小洞中挤过去时,看起来像是把自己从孔洞的开口中里“倒”过去。近距离录像显示出更有组织的动作:一系列试探、重新定位和支撑动作,帮助这种软体动物越过障碍物。 一个国际团队发表于《实验生物学杂志》的研究,考察了章鱼从孔...
雅虎科技网站11月9日刊发文章,原题:研究人员揭示章鱼如何挤压身体,并通过微小的孔洞逃脱。
章鱼钻小孔时,乍看像是把自己从洞口“倒”了过去。近景录像拍下的动作其实更有章法:试探、重新定位、支撑,一连串动作帮它越过障碍。一个国际团队把章鱼钻洞逃生的动作和步骤写成论文,发表在《实验生物学杂志》上,这些结果可为在狭窄环境中作业的柔性机器人提供参考。
章鱼这套令人称奇的逃生本事,被研究人员拆成了一组可分析的动作。研究人员说:“章鱼可以改变身体形状,从很小的洞中挤过去,几乎像水从缝隙中流过一样,所以它们的体型并不总能限制它们去哪里。”弄清章鱼逃生时怎样协调身体,对柔性机械臂的研制可能大有帮助——这类机械臂已经在从章鱼的灵活性中汲取工程经验。
试验时,团队在水族箱里放了一块透明亚克力隔板,板中央留出一个小开口供章鱼通过。摄像机从至少两个视角拍摄章鱼的运动,团队据此追踪各条触腕的动作先后。
章鱼的“逃生之旅”第一步是探索。它先把一条触腕伸进开口,在洞口附近弯出一个弧度,再把触腕探到另一侧。这番试探让它与陌生空间建立起初步接触,随后进入转移阶段:更多触腕穿过去,把开口填满很大一部分。最后一个动作靠的是杠杆作用——两条已经穿过开口的触腕向后扭转,把吸盘吸附在隔板另一侧;贴住表面的触腕变硬并伸展,将其余触腕和身体一并拉过去。遇到相对更小的开口,章鱼会把最后一个动作拆成两步:试探和转移之后,先让其余触腕穿过开口,最后才拉过头和外套膜。
这组动作说明,章鱼钻过狭小孔洞,靠的不只是柔韧性。这种软体动物还得附着、还得协调用力。
新加坡国立大学的研究人员把锚定、拉动等较简单的动作组合成一个协调序列。把困难的通过过程拆成不同阶段,可以减轻同时控制持续变形身体的负担,同时保留在接触变化时调整动作的余地。这也补充了能感知接触并调整抓握的机械臂方面的进展。一台能改变形状的机器人,可以穿过会挡住刚性身体的通道,在搜救和水下探索中有巨大的潜在用途。(作者汉娜·沙维特-韦纳,陈山译)