蟑螂撞墙(蟑螂喜欢头撞墙是有原因的,它们的大脑和肢体会协同合

生活常识 2023-04-16 19:23生活常识www.baidianfengw.cn

有蟑螂的原因 蟑螂喜欢头撞墙是有原因的,它们的大脑和肢体会协同合作

科学家在一项研究中报告说,外骨骼强健的小蟑螂的头就像汽车保险杠一样横冲直撞。

当一只蟑螂的头撞到墙上时,它的身体会以一定的角度向上反弹,这使得它能够以比踩刹车更快的速度爬上垂直的表面。

蟑螂正面爬墙的 非常有效,这启发了研究人员设计了可以像蟑螂一样用头爬墙的微型机器蟑螂。

当动物在复杂的地形中穿行时,它们的感官和大脑之间的相互作用,帮助它们避开障碍物和潜在的致命失误。但蟑螂的策略表明一些动物依靠它们自己的体型不仅能保护它们免受碰撞,而且还能成功逃脱困境。

研究人员对18只雄性蟑螂进行了测试,它们在垂直的墙壁上贴满纸的表面上奔跑,以每秒500帧的速度录制高速视频,并使用运动跟踪软件分析蟑螂从水平轨迹到垂直壁上的转变。

科学家在研究中指出,用肉眼看,似乎所有爬上墙壁的蟑螂都是无缝连接的。但慢镜头显示了另一个出乎意料的情况蟑螂使用了两种不同的爬墙策略,其中一种是用头撞墙,以爬的姿势“起飞”。

如上图所示冲向墙壁的蟑螂会在爬墙时抢先一步。

哈佛大学维斯研究所材料科学和机械工程博士后考希克·贾亚拉姆(Kaushik Jayaram)表示“撞头的蟑螂是更有效的爬墙者。”

贾亚拉姆说“在试验中,它们采用头朝下的 ,我们观察到它们比用腿着地然后爬上墙的速度快20%。在自然环境中,如果它们试图逃离捕食者,速度增加20%可能就是生死之差。”

机器蟑螂通常使用传感器阵列在地形中导航,利用自身体型产生的动量,制造出能够快速改变方向爬坡的机器蟑螂是一个有趣的挑战。科学家们为机器蟑螂设计了一个特殊的“鼻子”,以便帮助它正确调整向上倾斜的角度。

如上图所示一个受蟑螂启发的机器蟑螂用昆虫的正面爬墙方式解决了难题。

,他们在机器蟑螂的前面安装了一个梯形的机头,机头的一侧向上。在受到撞击时,机器蟑螂的鼻子会蹭到墙上,使身体翘起来。虽然蟑螂没有鼻子,但机器蟑螂上的结构起到了与蟑螂头部相同的作用,使身体在失去动力的快速改变方向。

其他机器人的设计也受益于蟑螂的生物力学。据报道称,这种昆虫能够通过微小的开口挤压自己,此现象激发了工程师们的灵感,他们设计了一种微型机器蟑螂,这种机器蟑螂可以将自己平躺在地面上,从狭窄的裂缝中滑动,这一壮举有朝一日可能有助于确定地震受害者的位置。

大自然是一位重要的老师。当动物们不得不做多项任务时,如跑步、攀登,在它们不熟悉的环境中活动时,我们从中得到了一些线索,了解它们可能会如何面对这些挑战。

当我们开始在更复杂的环境中工作时,我们肯定可以从生物学的一些例子中得到启发,而且我们肯定也可以改进得更好。

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