本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点
几个世纪以来,我们都知道章鱼有两种移动方式:一种是用触手在表面爬行,另一种是借助虹吸管的喷射力游泳。
但一项新的研究(pdf)表明,它们的运动方式并非如此简单,而且更加令人着迷。
一个研究团队一直在深入研究这些奇怪的八爪动物的游泳方式,希望更好地了解它们不寻常的神经系统,并且努力帮助我们制造出逼真的机器人章鱼。
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该小组由以色列希伯来大学的神经科学家宾亚明·霍赫纳领导,他们使用四台高清摄像机从不同角度拍摄游泳的章鱼。他们在大型水箱中测试了六只成年普通章鱼(Octopus vulgaris),发现它们实际上有三种非常不同的游泳模式。
研究人员在他们本月早些时候在加利福尼亚州举行的神经科学学会会议和去年在意大利举行的神经运动控制学会会议上发表的海报中指出,“这是首次在实验室中系统地记录普通章鱼的游泳模式。”
他们发现,有时章鱼头朝前游泳,将外套膜和触手甩在身后;有时章鱼像熟悉的鱿鱼一样喷射式前进,触手拖在身后;偶尔它们似乎用外套膜朝前游泳,但使用的是奇怪的触手摆动方式,而不是强劲的虹吸管喷射力。
第三种游泳方式尤其引人入胜。研究人员认为,在这种模式下,章鱼通过闭合向外伸展的相对触手来产生推力。额外的推力似乎来自触手尖端,它们保持卷曲状态,直到最后一部分冲程,在此期间,它们会快速伸直,与触手的其余部分对齐。
在这种冲程中,章鱼的蹼似乎也发挥了重要作用。这种连接章鱼触手上部的肉质、可延伸的组织在冲程期间会收缩,增加额外的推力。
研究人员现在正试图弄清楚章鱼如何协调这种奇怪的运动,因为它的神经系统有些分散。
这种游泳模式也为制造完全逼真的章鱼机器人带来了令人兴奋的新挑战。几年前我在意大利参观了一个实验室,他们试图重现章鱼的喷射能力。为此,他们铸造了一个章鱼外套膜的硅胶复制品,希望更好地模拟简单喷射式游泳中虹吸管产生的推力。
但是,要协调如此多无限灵活的触手,以保持章鱼机器人向前(或向后)移动,我们需要更多的时间来研究这些奇怪的头足类动物。
与此同时,这些新的多维记录“可能有助于机器人手臂原型的设计和控制,”研究人员指出。
在《章鱼!海洋中最神秘的生物》中阅读更多关于章鱼及其所有奇特之处的信息。
插图由伊万·菲利普森提供