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      Earwigs假發(fā)把折紙的東西極端地折疊它們的翅膀
      
			
      
				2018-11-13 14:03:26
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			  來源：ScienceNews
			
      
		
      
				
		
      
			
      為了快速展開和重新折疊翅膀，earwigs展開了折紙的規(guī)則。
      

      是的，那些從翻倒的花盆下竄出來的花園害蟲也會(huì)飛。由于蠼螋大部分時(shí)間都呆在地下，很少飛到空中，所以它們將翅膀包裹在包裹中，其表面積比展開時(shí)要小10倍以上。研究人員3月23日在《科學(xué)》雜志上發(fā)表的報(bào)告稱，翅膀的彈性關(guān)節(jié)可以讓昆蟲避開一些數(shù)學(xué)限制，這些限制通常會(huì)限制堅(jiān)硬的二維材料折疊的方式。
      

      

      印第安納州普渡大學(xué)(Purdue University)的機(jī)械工程師安德烈斯·阿瑞塔(Andres Arrieta)是這項(xiàng)研究的共同作者。
      

      折紙理論假設(shè)被折疊的材料是完全剛性的。但是，在形成折痕的地方，蠼螋翅膀的連接處富含一種叫做“抵抗素”的橡膠聚合物。這一點(diǎn)伸展讓耳朵假發(fā)翅膀做常規(guī)折紙結(jié)構(gòu)不能做的:鎖定兩種不同的構(gòu)象，打開或折疊，以及兩者之間的過渡。
      

      這是雙穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子——類似于上世紀(jì)80年代和90年代流行的“拍打手鏈”(slap bracelet)，它在受到腕部撞擊時(shí)，會(huì)從扁平的構(gòu)象切換到彎曲的構(gòu)象，蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院(ETH Zurich)材料科學(xué)家、研究論文的合著者安德烈•斯圖達(dá)特(Andre Studart)說。當(dāng)被鎖住時(shí)，耳假發(fā)的翅膀?qū)⒛芰績(jī)?chǔ)存在彈性的可調(diào)節(jié)關(guān)節(jié)中。當(dāng)這種張力被釋放后，翅膀就會(huì)迅速?gòu)澢氐秸郫B的位置。
      

      這樣的結(jié)構(gòu)可以為機(jī)器人的設(shè)計(jì)提供信息。在翅膀的啟發(fā)下，研究人員創(chuàng)造了一個(gè)原型夾持器。它的剛性部件由彈性的、精心布置的關(guān)節(jié)連接在一起。在不到一秒鐘的時(shí)間里，這個(gè)結(jié)構(gòu)就能從它大部分平坦的構(gòu)象中斷裂出來，變成一個(gè)能抓住一個(gè)小物體并在不受外力的情況下保持住它的結(jié)構(gòu)。
      

      哈佛大學(xué)(Harvard University)物理學(xué)家杰西•西爾弗伯格(Jesse Silverberg)說，雖然其他材料科學(xué)家通過使平片可彎曲來突破折紙的極限，但這種設(shè)計(jì)反而會(huì)拉伸鉸鏈。西爾弗伯格沒有參與這項(xiàng)研究。這樣的設(shè)計(jì)已經(jīng)被觀察和討論過，但從未以這種方式實(shí)現(xiàn)過。
      

      康奈爾大學(xué)的物理學(xué)家Itai Cohen說，earwig“是一個(gè)美麗的例子，說明了大自然是如何利用理想的數(shù)學(xué)折紙來做一些令人驚奇的事情。”
      

      也許這對(duì)飽受詬病的昆蟲來說是一種小小的救贖。
      
			

			
        
      
			
      
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