image: Ophelia Bolmin setting up a specimen for high-speed x-ray imaging at Argonne National Lab view more
Credit: Image credit: John J. Socha.
高速X光分析表明了叩头虫如何能够进行超高速运动并且避免在叩头运动中产生的大量加速带来的显著破坏。当叩头虫沿着一个胸铰链弯曲身体的时候，这个铰链的快速释放让头以一种弹簧样的方式向前旋转，这是一种极端的运动，过于强力而无法仅仅通过肌肉产生。Ophelia Bolmin 及其同事研究了让叩头虫产生这些极端运动的物理机制。这组作者用高速同步加速辐射X光成像捕获了4只叩头虫的这种弯曲运动，这种方法可以对内部结构进行可视化。分析表明了3个不同的阶段，而能量释放远快于能量储存，这支持了一个理论，即叩头虫可以放大机械功率。这些成像表明了在储存和能量释放的时候，铰链附近的软角质层的大的位移，这表明了它很可能是这种分布式的弹簧机制的一部分。这组作者然后使用了非线性系统辨识，描述了与这个铰链的释放有关的力。在铰链处的振荡受到了突跳屈曲的控制，这是一种也被捕蝇草闭合抓住猎物所使用的不稳定性。这组作者说，理解极端动作的动力学，可能为昆虫仿生机器人的开发提供信息。
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Journal
Proceedings of the National Academy of Sciences