英国科学家通过训练蜘蛛发现动物运动的秘密

曼彻斯特大学的科学家周二透露，他们是如何训练蜘蛛按需跳动的，以帮助他们发现动物运动的秘密。

这项研究是同类研究中最先进的，并且是首次使用3D CT扫描和高速高分辨率照相机来记录，监视和分析蜘蛛的运动和行为。它还将有助于未来机器人的发展。

这项研究揭开了一些掠食性蜘蛛在狩猎时如何捕捉猎物的秘密。为此，他们首次成功地训练了一只叫金的蜘蛛来跳不同的距离和高度。

金被教导要在实验室环境中跳上人造平台。她属于被称为Regal Jumping Spider的跳蛛网菌种。

该团队使用超高速相机和高分辨率的微CT扫描记录了跳跃，从而以前所未有的细节创建了Kim腿和身体结构的3D模型。

该研究的目的是回答为什么跳跃的蜘蛛解剖结构和行为会像以前那样进化的问题。其次，该项目利用对蜘蛛的更好理解来想象一类新型的敏捷微型机器人，而使用当今的工程技术，这是目前无法想象的。

该研究的主要作者莫斯塔法·纳巴威博士说：“这项工作的重点是这些蜘蛛的非凡跳跃能力。跳跃的蜘蛛从站立开始可以跳跃到其体长的六倍。人类可以做到的最好达到大约1.5的身体长度。

“起飞时腿上的力量可能高达蜘蛛重量的5倍。这太了不起了，如果我们能理解这些生物力学，就可以将其应用于其他研究领域。”

结果表明，这种特定种类的蜘蛛根据所面临的跳跃挑战使用不同的跳跃策略。

为了跳跃更短的近距离距离，Kim倾向于使用更快的更低的轨迹，从而消耗更多的能量，但可以最大程度地减少飞行时间。这样可以使跳跃更准确，更有效地捕获猎物。

但是，如果Kim跳了一段较长的距离或跳到高架平台上(也许是为了穿越崎terrain的地形)，她将以最有效的方式跳下来，以减少所消耗的能量。

昆虫和蜘蛛以多种不同的方式跳跃，要么使用类似弹簧的机制，要么直接施加肌肉力，要么使用内部流体压力。

五十多年来，科学家们已经知道蜘蛛会利用内部液压来伸展双腿，但是未知的是，当蜘蛛跳跃时，是否会主动使用这种液压来增强或替代肌肉力量。

该研究的合著者比尔·克劳瑟博士说：“我们的结果表明，尽管金可以液压地移动双腿，但她并不需要液压提供额外的动力来实现非凡的跳跃性能。因此，液压运动在健身中的作用蜘蛛仍然是一个悬而未决的问题。

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