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昆虫界的舞蹈家:灶马蟋蟀跳跃动作像芭蕾

2015.12.24 07:28:42
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新浪科技讯 北京时间12月24日消息,灶马蟋蟀的跳跃高度能达到体长的60倍,但它们着陆的方式依然是一个谜。据英国《每日邮报》报道,科学家利用高速摄像机揭示了这种昆虫落地时的动作变化。
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昆虫界的舞蹈家:灶马蟋蟀跳跃动作像芭蕾

  新浪科技讯 北京时间12月24日消息,灶马蟋蟀的跳跃高度能达到体长的60倍,但它们着陆的方式依然是一个谜。据英国《每日邮报》报道,科学家利用高速摄像机揭示了这种昆虫落地时的动作变化:先是做出流线型的姿势,然后舞动步足以保持平衡,最终落到地面上。

  了解灶马蟋蟀的动作可以帮助我们开发小巧、敏捷,并能够在粗糙表面迅速移动的机器人。在地震救灾,甚至是登陆火星的任务中,这类机器人将发挥巨大的作用。

  在8个月时间里,美国约翰霍普金斯大学的工程师利用高速摄像机对灶马蟋蟀的跳跃动作进行了记录,视频捕捉的帧率达到每秒300到400帧。研究者将这些视频慢速播放,并在Matlab软件的帮助下,对灶马蟋蟀的跳跃和着地进行追踪。慢动作视频显示,灶马蟋蟀在飞行中会使用步足来平衡身体,并做好安全着地的准备。

  约翰霍普金斯大学机械工程学教授Rajat Mittal称,他很惊奇地发现,灶马蟋蟀的跳跃动作很像芭蕾舞演员,更重要的是,它们能够用步足着地。Rajat Mittal解释道,这些蟋蟀倾向于以一种非常流线型的姿势将身体向后倾斜。“然后它们会进入一种状态,将步足伸展出来,开始尝试在空中平衡身体,防止旋转,保持稳定,”他说,“因此,所有这些‘精心编排’的动作让人觉得好像在观赏一场优美的芭蕾舞表演。”

  在这些跳跃动作被记录并分析之后,研究者利用Maya软件构建了三维模型,重现了每只灶马蟋蟀在跳跃和着地时的肢体动作。这些研究结果有助于开发新的机器人。Mittal补充道:“在尝试穿过一些非常复杂的地表时,这种跳跃的移动模式非常高效。例如,地震之后,地面会堆满各种碎石;在火星表面,跳跃也会比其他移动模式更加高效。”

  在波士顿举行的美国物理学会流体力学分会第68届年会上,研究团队发表了他们的发现。Mittal教授表示,在超过8个月的研究之后,他的团队正在与一位机器人学家合作,尝试对研究的成果进行应用。(任天)

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