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研究人员利用虚拟形象相机技术试图理解袋鼠的跳跃

了解一项新的袋鼠生物力学研究如何使用先进的动作捕捉技术来探索袋鼠跳跃的效率。

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乍一看,生物学家将动作捕捉设备安装在袋鼠身上,听起来就像是在科学上涉足 3D 电影的狂热。但詹姆斯·卡梅隆可以放心了:科学家们只是在做他们的日常工作,研究袋鼠——并使用一种新型相机来做到这一点。http://www.youtube.com/watch?v=KKyHVe-k9Yg 当袋鼠以低速慢悠悠地行走时,它们会用尾巴当作第五条腿。但当它们加速时,就会进入它们标志性的弹跳。科学家们对此的困惑在于,为什么这些大型动物——有些身高超过六英尺——如此弹跳,正如皇家兽医学院的研究员 Alexis Wiktorowicz-Conroy 告诉 BBC 的那样,“我们真的无法解释……为什么它们的骨骼在高速度下不会断裂。”因此,这里的问题不仅仅是袋鼠为什么以及如何跳跃,还有它们为什么在跳跃时不会散架。为了重新解决这些问题,一个国际科学家团队正在澳大利亚布里斯班的 Alma Park 动物园的袋鼠身上试用一种新设备:一种使用红外光——很像声纳使用声音——来详细研究袋鼠身体运动的户外动作捕捉相机。在科学家们将几个塑料球标记放在袋鼠的关节上(这本身就是一项艰巨的任务)之后,他们会打开红外光,这种光会被标记物强烈反射,然后让摄像机开始拍摄。他们随后会引诱这些有袋动物跳到测力板上,测力板会测量袋鼠脚部的推力,从而捕捉它们的运动以及它们身体的受力分布方式。与其它型号相比,研究人员使用的新型相机具有几个优点。一个主要问题是,由于阳光发出大量的红外线,大多数红外相机在室外、在它们正常环境中很难观察到袋鼠。本次研究中使用的相机是从光纤公司 Vicon 借来的,它可以区分阳光和人造红外线。现在他们有了研究袋鼠在自然环境下的方法,他们希望解决一些关于它们生物力学的谜团。

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爱达荷大学的 Craig McGowan 告诉 BBC,“许多物种在体型变大时,会采取越来越直立的姿势。这会降低肌肉的机械负荷。”

但袋鼠并不这样做——尽管它们体型巨大,但它们并没有站直或重新分配体重,这尤其令人费解,因为它们似乎跳跃效率很高。“人类在跳跃时很容易疲劳,但袋鼠不会;它们不消耗多少能量,”McGowan 补充道。不过,您需要等待答案,因为该团队目前正在筛选他们所有的录像。因此,除了“这似乎对它们来说更有效”之外,我们仍然不知道袋鼠跳跃的确切原因,甚至不知道它们在跳跃时是如何保持身体完整的。相关内容:80beats:跳蚤著名跳跃的秘密 80beats:科学家对决:巨型袋鼠是被猎杀灭绝的吗? Discoblog:袋鼠:澳大利亚的晚餐就靠它了 Gene Expression:跳跃促进大脑发育

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