【新唐人北京時間2021年09月11日訊】漂亮又凶悍的螳螂蝦出拳速度堪比子彈，有「海洋拳王」的美稱。現在，由美國陸軍資助的項目研究人員模擬動物界最強拳頭的力學原理，造出了一個小機器人，為打造軍事上的小型但強大的機器人設備鋪平道路。
美國陸軍研究實驗室（Army Research Laboratory，ARL）在一份聲明中說，一個由陸軍資助的團隊，包括機器人專家、工程師和來自哈佛大學（Harvard University）和杜克大學（Duke University）的生物學家最近發表了他們的研究結果：像螳螂蝦一樣出拳的一個小型機器人。
雀尾螳螂蝦（mantis shrimp），俗名蝦蛄、螳螂蝦，學名叫蟬形齒指蝦蛄，屬於甲殼類肉食性節肢動物。螳螂蝦以其超人的視覺、令人難以置信的力量和迷幻的色彩而聞名。
螳螂蝦的武器是棍棒狀的附肢，其加速速度比步槍的子彈還要快，僅僅一擊就能將螃蟹的手臂打掉，或擊穿蝸牛的外殼。
根據哈佛大學約翰·保爾森工程與應用科學學院（Harvard’s John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences）發布的一段視頻，作為研究的一部分而開發的一個機器人模型，其加速速度與一輛汽車在4毫秒內達到58英裡/小時的速度相當。
據哈佛大學稱，這個1.5克的「蝦級機器人」的速度並不像螳螂蝦那麼快，但在同等規模下，比任何類似的設備都要快。
美國陸軍作戰能力發展司令部、陸軍研究實驗室的項目經理卡爾弗（Dean Culver）博士說：「通過更細密地模仿螳螂蝦的生理結構，該團隊能夠將其它機器人設備中的肢體產生的加速度提高10倍以上。」
螳螂蝦如何產生如此致命、超快的運動，長期以來一直吸引著生物學家。最近高速成像的發展使得觀察螳螂蝦的打擊過程成為可能，但其中的一些力學原理仍然不甚明了。
哈佛大學工程師Nak-seung Hyun博士說，當你在超高速攝像機上觀察打擊過程時，在硬殼釋放和附肢發射之間有一個時間延遲。這就好比一隻老鼠觸發了一個捕鼠器，但它不是馬上就斷氣，而是在斷氣之前有一個明顯的延遲。顯然有另一種機制將附肢固定住，但沒有人能夠從分析上了解這種機制是如何運作的。
螳螂蝦有兩個嵌入肌肉肌腱中的小結構被稱為硬殼，作為附肢的鎖扣，充當閂鎖。在一個典型的彈簧加載機制中，一旦閂鎖被移除，彈簧將立即釋放儲存的能量。生物學家們假設，雖然硬殼啟動了解鎖，但附肢本身的幾何形狀作為第二道鎖扣，控制手臂的運動，同時繼續儲存能量。但這一理論還沒有得到驗證。
研究人員繪製了螳螂蝦打擊的4個不同階段，從潛伏的硬殼開始，到附肢的實際撞擊結束。他們發現，的確，在硬殼解鎖後，該機制的幾何形狀接管了，將附肢固定在原地，直到它超過中心點，然後閂鎖釋放。
卡爾弗說，像這樣的致動器架構為更小的機制提供了非凡的能力，用於傳遞力量，具有極大的軍事用途。「我認為這是一個更廣泛的收穫」，卡爾弗補充說，「是工程界和國防研究要牢記的。」
自然界給人類諸多啟示。2017年，伊利諾伊大學（University of Illinois）的研究人員發表了一項研究，詳細介紹了受螳螂蝦視覺系統的啟發而開發的超靈敏相機。
（記者李昭希綜合報導/責任編輯：林清）
