机器人模仿螳螂虾强大的一拳

螳螂虾是动物王国中最强的生物。它们棒状的附肢比枪中的加速得更快，只需一击就可以将螃蟹的手臂从螃蟹上击落或突破蜗牛壳。众所周知，这些小而强大的甲壳类动物会战胜章鱼并获胜。

螳螂虾如何产生这些致命的、超快速的运动，长期以来一直让生物学家着迷。高速成像的最新进展使得观察和测量这些撞击成为可能，但其中一些机制尚未得到很好的理解。

现在，一个由机器人学家、工程师和生物学家组成的跨学科团队已经对螳螂虾的拳击力学进行了建模，并建造了一个模仿运动的机器人。这项研究揭示了这些好斗的甲壳类动物的生物学，并为小型但强大的机器人设备铺平了道路。

该研究发表在美国国家科学院院刊上。

“我们对我们在自然界中看到的如此多非凡的行为着迷，特别是当这些行为达到或超过人造设备所能达到的水平时，”罗伯特伍德说，他是哈里刘易斯和马林麦格拉思工程与应用科学教授哈佛大学约翰·A·保尔森工程与应用科学学院 (SEAS) 和该论文的高级作者。“例如，螳螂虾攻击的速度和力量是复杂潜在机制的结果。通过构建螳螂虾撞击附肢的机器人模型，我们能够以前所未有的细节研究这些机制。”

许多小型生物——包括青蛙、变色龙，甚至某些种类的植物——通过储存弹性能量并通过锁定机制(如捕鼠器)快速释放来产生超快运动。在螳螂虾中，嵌入肌肉肌腱中的两个小结构称为巩膜，充当附肢的闩锁。在典型的弹簧加载机构中，一旦物理闩锁被移除，弹簧将立即释放储存的能量。

但是当巩膜在螳螂虾的附肢中解开时，会有一个短暂但明显的延迟。

“当你在超高速相机上观察撞击过程时，从骨片释放到附肢发射之间有一个时间延迟，”SEAS 的博士后研究员、该论文的共同第一作者 Nak-seung Hyun 说。纸。“就好像一只老鼠触发了一个捕鼠器，但它并没有立即捕捉，而是在捕捉之前有一个明显的延迟。显然有另一种机制将附件固定到位，但没有人能够通过分析理解另一种机制的工作原理。”

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