元元 2008年04月01日 08:33
看过科幻电影《蜘蛛侠》的人一定印象深刻，那位穿紧身衣的“蜘蛛侠”不以为然，常常倒立着“攀岩走壁”。而今，一支西班牙与克罗地亚科学家小组研究100多种蜘蛛物种后发现它们的倒立生活方式更加节能。此工作对研究蜘蛛的形态学和进化历史非常重要，同时对开发相关的机器人技术也很重要。
科学家发现这些蜘蛛因为节能，它们吃饭、生孩子、生活和行走都是倒立着的。它们利用自身的重力来行走和摆动，就像钟摆一样非常有能效，只需其腿部很少的力量就能让它们前进。
西班牙的一只倒立蜘蛛在行走
实验验证摆动运动胜过地面行走
科学家表示它们这样做的原因之一就是它们不需强大的肌肉来支撑自己。相反，它们通过其脚与它们的外骨骼相连，粘在蜘蛛网上。科学家发现的其它原因还包括倒立蜘蛛的腿越长，其行进时凭借这些钟摆技巧就会更加节能，但它们不能在地板上快速行走。
陆地动物的伟大进化就是直立行走，即让双腿支撑其自身重量来行走，并让其脚上的脑袋还能四处转动，以方便张望。然而，许多蜘蛛还是坚持它们传统的倒立生活方式，觉得这更加方便行动。研究人员发现它们一生大部分时间都是倒挂着的，且行走时多是依靠自身重力像荡千秋式地前进。先前的其它研究表明猴子也以这种悬吊方式来运动，据计算此运动方式比猴子在地面上行走时的能效更高。为最后验证这一结论，科学家将几种蜘蛛放入实验室中，比较它们如何进行这2种不同的运动方式――地面行走和树枝间摆动。结果发现倒立生活的蜘蛛进化的腿比平常蜘蛛的腿更长，从而使它们的摆动运动胜过地面行走。而且，行走越笨的蜘蛛就是越大的蜘蛛，腿也越长，因为它们的长腿很适合当摆绳，方便它们轻易吊起它们相对较大的体重。
美国教学用机器人由PS游戏机来操纵
有利于开发更加节能的机器人
自然界“适者生存”及长期演化造就了众多动物特技，但其运动力学机制尚未被完全揭示。壁虎、蚱蜢、蝉、苍蝇、蜘蛛等动物具有超强爬行能力，不仅能在水平表面运动自如，在垂直表面甚至倒挂在天花板上也能快速移动。根据这一原理，美国开发了一种教学用的蜘蛛机器人，可以让学生通过PS游戏机来操作，以更加直观地了解蜘蛛机器人的工作原理。
此外，日本大阪大学制作出了可以倒立行走的“蜘蛛”机器人。这种蜘蛛机器人重约40公斤，有6条腿，每条腿有4个关节，关节通过马达驱动，可以弯曲和行走。它可以抓住网状物，从而倒吊在有网格的顶棚上移动。此外，“蜘蛛”的每条腿上都装有照相机和红外线传感器，身体部分还内置三台照相机，因此它能爬到人无法到达的危险地方进行拍照，并通过红外线传感器搜索震灾后埋在瓦砾下的幸存者。这种蜘蛛机器人将有望用于受灾现场救援和隧道、工厂的定期检修。
