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标题: MIT科学家借助3D打印揭开海豹胡须的秘密 [打印本页]
作者: 3D新闻 时间: 2015-10-19 13:32
标题: MIT科学家借助3D打印揭开海豹胡须的秘密
长期以来，海豹一直被认为是非常出色的海洋捕食者。它们对猎物的侦测方式非常独特而且高度敏感，即使被蒙上眼睛，它们也能够在自己周边的对象游走30秒之内感知到后者的运动路径。这一非常精确的跟踪能力被认为源自海豹的胡须，有人认为它的作用可能有点像天线。
近日，来自麻省理工学院的一个团队一直在一个项目，希望能够揭示出港海豹胡须背后的科学原理。这个团队由该校机械工程系的Michael Triantafyllou教授和博士生Heather Beem领导。他们仿照海豹的胡须创建了一个大型的3D打印须状装置，并将其放置在30米长的水槽里，希望通过实现测试胡须的功能。
港海豹胡须的形状是独特的波浪状。它们有一个椭圆形的截面，而且只有显微镜下才能看到其跨度的大小是不断变化的。“看到这么复杂的图案真是奇妙，它不只是一个直直的天线，而是一个完美的正弦波。”Triantafyllou教授说。
实验的结果是有趣的。研究者发现，3D打印的仿海豹胡须在进入周边的对象游过产生的尾波时会发生颤动，而且它颤动的频率跟仿造猎物产生的水涡波纹是同步的。收集到的可视化数据现实，这些胡须就像一名滑雪者在障碍滑雪道上一样从一个水涡溜到另一个水涡。
科学家们已经能够证明这种特殊的运动实际上能够使其胡须从追踪对象产生的水涡中获取能量，并导致胡须的震动。而正是这种震动使得港海豹能够判断出捕猎对象的大小、形状和经过的路径。
与一般我们见到的又直又长的胡须不同，港海豹波浪状的胡须能够创造一个相对较弱的旋涡，这为它们在狩猎时提供了一个很大的优势。研究人员认为，海豹胡须这种独特的形状可以减少自己的运动所带来的干扰。研究人员们已经证实，有着椭圆形横截面的弯曲胡须模型很少在水中摆动。这表明对于以最快速度在水中穿梭的海豹，其胡须会保持相对静止。
“海豹胡须的几何形状使得它能够在平静的水中保持静止，而当鱼游过时产生的尾波会立即使它震动起来。”Beem补充说，“现在我们已经明白了海豹就算看不到也能抓到鱼的秘密。”
Triantafyllou教授认为，他们的发现可以帮助科学家跟踪鱼群和污染源。“我们已经有一些可以检测速度的传感器，现在我们可以更进一步。在船只上装着几个仿海豹胡须的传感器，你可以检测到遥远的羽流，并且跟踪到底。”
MIT的这项研究得到了美国海军研究办公室、新加坡-MIT研究和技术联盟以及MIT海洋基金项目的部分支持。
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