螳螂蝦是世界上攻擊速度最快的動物物種之一，但其如何產生這些致命的、超快速的運動，長期以來一直讓生物學家著迷。哈佛大學的科學家們現在已經建立了一個模擬這種攻擊方式的機制，他們認為這可能會給人類技術帶來新的能力。
為了打出致命的“彈簧鐵拳”，螳螂蝦開始在兩根棍狀掠肢的肌肉中建立壓力。在這些肌肉的肌腱內有兩個小結構，稱為“骨片”。這兩個結構的作用就像一個鎖扣，最初將"彈簧"肌肉向后固定，但隨后允許它們一次性釋放其儲存的能量。因此，掠肢向前出擊的速度比子彈離開槍口還要快。
然而，研究人員以前注意到的一件事是，在“骨片”釋放掠肢和掠肢向前移動之間有一個輕微的延遲。為了更好地了解這有什么作用，由Robert Wood教授領導的哈佛大學團隊建造了一個1.5克的“機器人”，復制了螳螂蝦的攻擊機制。
盡管該裝置并不完全符合螳螂蝦的“出拳”速度，但它能夠比在相同規模下建造的任何其他類似裝置移動得更快--其機械臂的速度達到了每秒26米（85英尺）。此外，與蝦的情況一樣，人們發現，當機器人的相當于“骨片”的東西被釋放時，在機械臂向前射出之前會有一個延遲。
通過分析螳螂蝦和機器人的超慢鏡頭，科學家們得出結論：在“骨片”釋放后，肌肉本身的結構起到了一種輔助鎖扣的作用。這樣的安排有助于控制掠肢的運動，將它們精確地固定在原地，直到它們達到一個臨界點，然后向前射出。
“這個過程控制了儲存的彈性能量的釋放，實際上增強了系統的機械輸出，”研究生Emma Steinhardt說。"幾何鎖存過程揭示了生物體如何在這些短時的運動中產生極高的加速度，如‘出拳’。"
現在研究人員希望，對螳螂蝦的這種新認識有朝一日能夠導致機器人和其他設備的功能增加。
關于這項研究的論文最近發表在《美國國家科學院院刊》上，杜克大學的科學家也參與了這項研究。
https://www.pnas.org/content/118/33/e2026833118
