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摘要:一只名叫Kim的小而熟练的跳伞者是科学家们训练出来的第一只按需跳跃的蜘蛛。通过研究金姆,科学家们希望更好地了解跳蛛如何根据跳跃的目的、目标的距离和跳跃的方向来微调跳跃。[令人毛骨悚然、毛骨悚然和难以置信:蜘蛛的照片在观察和测量了金姆的表现后,科学家们在5月8日发表在《自然:科学报告》杂志的《迄今为止蜘蛛跳跃的最详细研究》中描述了他们的发现。
一只名叫Kim的小而熟练的跳伞者是科学家们训练出来的第一只按需跳跃的蜘蛛。
教她何时何地跳跃并不容易。研究人员试图训练的四种蜘蛛中,只有一种——他们最终给它起了个绰号——会乐于在平行平台之间跳跃,跳到更高或更低的高度。通过研究金姆,科学家们希望更好地了解跳蛛如何根据跳跃的目的、目标的距离和跳跃的方向(向上或向下)来微调跳跃。[令人毛骨悚然、毛骨悚然和难以置信:蜘蛛
的照片在观察和测量了金姆的表现后,科学家们在5月8日发表在《自然:科学报告》杂志的《迄今为止蜘蛛跳跃的最详细研究》中描述了他们的发现。《自然:科学报告》杂志5月8日在线版上刊登了《帝王跳跃蜘蛛(Phidippus regius)》,它只有0.5英寸(12毫米)长,是一个著名的团体的一部分,该团体使用快速的,长距离的跳跃捕捉快速移动的昆虫猎物或导航棘手的地形和避免威胁。虽然大多数跳蛛的尺寸在0.1到0.4英寸(3到10毫米)之间,但它们能够从静止状态水平跳到6英寸(160毫米),
“起飞时腿上的力可以达到蜘蛛重量的5倍。曼彻斯特大学机械、航空航天和土木工程学院的研究人员、主要研究作者Mostafa Nabawy在声明中说:
“如果我们能理解这些生物力学,我们可以将它们应用到其他研究领域,”Nabawy说,
也可以跳过之前的研究考察了蜘蛛的跳跃速度和 ... ,但关于它们跳跃的许多情况仍不清楚,例如它们如何调整姿势以补偿不同的条件、为跳跃提供动力的能量以及它们的跳跃在多大程度上依赖于肌肉力量,研究人员报告说,为了研究蜘蛛,他们建造了一个有两个可移动平台的结构,可以在不同的高度和距离固定,而不是让血液流到它们腿上的水压,然后试图训练四只雌性大斑蜘蛛在平台之间跳跃,通过来回搬运它们来熟悉仪器,
每一帧都展示了蜘蛛在跳跃任务开始和结束时身体角度和腿部排列的变化。(莫斯塔法·纳巴维/曼彻斯特大学)大多数蜘蛛对这个实验没有兴趣。然而,金正日抓住了这个机会,成为科学家们唯一的数据来源。她完成了15个跳跃任务,上下和跨平台跳跃,而研究人员用高速摄像机对她进行了拍摄。他们记录了她的速度,着陆位置,腿和身体的角度,以及跳跃的长度,然后计算出金在每一次跳跃中花费了多少能量。
他们还扫描了金在3D中的模型,为了更好地观察她的腿和身体的结构和运动。
研究人员发现,Kim根据她必须跳到的地方,采用了不同的策略。她根据目标的距离来调整腿的位置,她用较低角度的跳跃来移动较短的距离,用较陡的跳跃来移动较长的距离。
短程水平跳跃趋向于越来越低、越来越快,这要求Kim消耗更多的能量,但要尽量减少她在空中的时间-可能会增加她抓住猎物的机会。相比之下,根据这项研究,长距离的水平跳跃或跳到更高或更低的平台需要她消耗更少的能量。
蜘蛛的腿的运动既利用肌肉,也利用液压——它们身体中的机制会使血液迅速地流到四肢,当嘿伸伸腿。但是科学家们注意到,金姆的腿部肌肉产生的力量足以为她的跳跃提供动力,而不需要依靠液压来推动快速起飞。
然而,还需要进一步的研究来确认这些蜘蛛是否真的仅仅依靠肌肉力量来推动飞行,科学家们报道了
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