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​海馬尾部結構

馬是種奇特的海洋生物,而最受生物界以外科學家所關注的,莫過於牠們那抓握力驚人的尾部。儘管覆蓋著「盔甲」,海馬尾巴的末端依然能夠保持著足夠的靈活,使其在抓住一個物體後能很快鬆開。
 

國南卡羅來納州Clemson大學的機械工程副教授Michael Porter 和他的研究團隊對於海馬尾部富有彈性的特性深感興趣。為了不獵捕太多的海馬做研究,他們選擇使用3D技術複製一整組海馬尾部的模型。研究過程中,他們對仿生模型進行各種嚴格的實驗,包括彎曲、扭轉、伸展,甚至壓碎。目的是為了從各種角度測試海馬骨骼結構的韌性與彈性,以從中為將來的機器人結構設計找尋靈感。

海馬

圖片來源:http://www.a-hospital.com/w/海马

中,扭轉實驗顯示了其外部的膜骨板如何保護尾部和限制行動,以及它如何快速而高效地恢復到自然狀態。實驗發現,海馬方形截面的尾部在扭轉時能夠產生許多的接觸點,此項特性有助於提升海馬的抓握力和緊度。

擠壓實驗則充分顯示方形截面結構相對於圓形截面結構擁有之優勢。因為方形截面之尾部擁有特殊的鏈結點,在被擠壓的時候可以精確地對應到損毀點,使之得以吸收部分的衝擊力道。

左圖為仿製海馬尾部結構,下圖為擠壓實驗之示意圖

上圖為圓形截面與方形截面扭曲之比較圖

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