八爪鱼喜欢用惯用手臂,来抓取不同的猎物

动作捕捉 2022-10-28 16025

保持两条胳膊和两条腿的协调并不总是容易的事。章鱼不仅有双倍数量的肢体需要管理,它们的手臂也表现得好像有自己独立的思想。

八爪鱼喜欢用惯用手臂,来抓取不同的猎物  第1张

新的研究表明,运动控制的任务可能会通过坚持使用首选手臂来捕捉猎物而得到简化。

研究人员使用加利福尼亚双点章鱼,测试了这种无脊椎动物对投放到其水箱中的螃蟹和虾的反应。这些章鱼被藏在洞穴里,一只眼睛向外看。数以百计的视频片段显示,章鱼如何持续使用从中间开始的第二只手臂(即它们的眼睛所在的一侧),来捕获它们的猎物。必要时,也会使用邻近的手臂。

研究人员在他们发表的论文中写道: “尽管八只手臂有共同的大体解剖结构,并被认为是等价的,但这种手臂用于特定的行动可能反映了微妙的进化适应性”。

螃蟹和虾的移动方式不同,速度也不同,导致章鱼对每一种都使用不同的攻击方法。例如,螃蟹使用的是由第二只手臂领导的类似于猫的扑击动作,而螃蟹的爬行速度要比虾慢得多。对于速度更快、躲避能力更强的虾来说,章鱼用第二只手臂动作更慢,可能是加入了一些微妙的动作,有助于伪装手臂的运动。

八爪鱼喜欢用惯用手臂,来抓取不同的猎物  第2张

研究人员写道: “章鱼在觅食过程中以模仿而闻名,我们推测它在虾附近摇摆手臂是为了让虾的触角和尿囊的感觉习惯化,从而减少其甩尾逃跑的可能性”。一旦接触,邻近的手臂就被用来固定无助的猎物。

鉴于章鱼通常看起来并不协调,第二条手臂攻击的一致性有些令人惊讶,但研究人员说这可能与它们的视野有关。

研究人员写道: “由于章鱼的每只眼睛视野覆盖大约180度,几乎没有交集,并且显示出有限的眼球运动和没有头部运动,所以章鱼很可能更喜欢把目标放在其视野的中间而不是边界。

在野外捕捉食物时,当然要分秒必争,似乎通过简化捕捉过程和使用多条手臂,章鱼可以最大限度地提高它们获得食物的机会。

生物学家的下一步研究将是分析神经元活动如何与这种精确的运动动作相联系。科学家们认为章鱼的中枢神经系统不一定参与控制额外的手臂来捕获猎物。相反,这可能更像是一种反射性动作。

研究人员说,更好地了解这种手臂协调背后的力学原理也可能有助于软体机器人的开发,特别是那些要在水下工作的机器人。

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明尼苏达大学的生物学家和研究作者特雷弗.沃迪尔说: “八爪鱼非常强壮,对它们来说,考虑到它们的灵活性,抓起和打开一扇门是微不足道的。

如果我们能从章鱼身上学到东西,那么我们就可以将其应用于制作水下交通工具或软体机器人的应用。

The End