2019-08-18 07:17:01
什么东西必须降落落地蝗虫撞在头上

对于许多蚱蜢和其他昆虫而言,跳跃是一种快速有效的逃避掠食者的方法。特别是沙漠蝗虫因其强大的跳跃而闻名。为了避免弹射到错误的方向,蝗虫能够精确控制其突出的后腿的运动。然而,当蝗虫想要降落时会发生什么?他们是否也能像飞机那样精确控制着陆动作?他们减速以防止对身体造成伤害吗?

来自Hochschule Bremen(HSB)的Biomimetics-Innovation-Center的研究人员现在首次展示了跳跃蝗虫的崩溃行为的细节。他们在最新一期的“实验生物学杂志”上发表的研究结果表明,落地蝗虫在接近地表时并没有显示出任何明显的减速形式,而是首先撞到了地面。

“当蝗虫接近地面时,我们感到困惑的是没有看到任何减速。” Simon Reichel说,他是HSB研究团队的一员。 “相反,昆虫总是在半空中旋转它们的身体。无论我们如何在堕落之前抓住昆虫,它们几乎总是首先落到地面上。”

落下的蝗虫的这种刻板的下降运动导致在撞击时非常可预测的身体姿势。 “如果你知道自己将如何堕落,那么你可以为实际的影响做好准备。”赖歇尔说。因此,这种行为减少了准备下一次跳跃的时间,并增加了逃离捕食者的机会。有趣的是,在死蝗虫中也观察到头部首先的影响,这表明昆虫体在控制摔倒中的被动作用。为了进一步测试主动运动的作用,该团队还放弃了冷蝗虫。 “冷蝗虫对肢体运动的控制非常有限。”赖歇尔说。 “非常类似于醉酒的人。”因此,这些寒冷的蝗虫经常表现出不受控制的下落运动。该观察结果表明,需要一定程度的主动控制来提高受控制的碰撞机会。

“昆虫的角质层外骨骼足够坚韧,可以承受撞击过程中相对较小的力量。” Jan-Henning Dirks教授(HSB)说。 “因此,昆虫能够预测如何坠毁,而不是减少碰撞的影响似乎更为重要。我们相信我们的结果对于面临例如登陆小物体的问题的工程师非常有帮助,例如未知地形上的无人太空探测器。“可以使用一种设计来构建新的生物启发探针,而不是担心实时减速或主动控制下降,这种设计总是会导致更可预测的崩溃,并允许它们快速恢复以继续执行任务。

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