一只 Regal Jumping Spider（丽棘蛛）。（图片来源：Jiri Prochazka/Shutterstock）蜘蛛可能会让你感到毛骨悚然，但它们是相当酷的生物。它们会吐丝，科学家们仍在从中学习，并用它们编织出对称的自然艺术品。而且，嗯，有些蜘蛛会跳跃。这可能没那么酷——当然也无助于消除令人毛骨悚然的感觉——但正如英国科学家团队所展示的那样，我们也能从蜘蛛的跳跃中学到很多东西。
如何训练你的蜘蛛
但在他们能够了解蜘蛛的秘密之前，团队必须训练他们的蜘蛛按指令跳跃。这显然说起来容易做起来难。在一篇今天发表在《Nature Scientific Reports》上的论文中，他们写道：“然而，在测试舱内诱导蜘蛛跳跃被证明很困难，最终只有一个个体（雌性，体重 150 毫克，体长 15 毫米）表现出按要求跳跃的倾向，因此所有实验数据都基于该个体。”你可能会认为这很简单——只需在着陆平台上放上蜘蛛最喜欢的零食，然后看着她跳过去，对吧？或者只是惹恼起跳平台上的蜘蛛，直到她明白意思并跳起来，也许用一阵风之类的？不对。科学家们不想使用任何刺激来诱导蜘蛛跳跃，而且蜘蛛每周只吃一次，这意味着基于零食的跳跃系统需要数月才能研究。“相反，”他们写道，“蜘蛛被手动地在起跳平台和着陆平台之间转移，直到它熟悉了这个挑战。”
观察女王
这只顺从的蜘蛛，被昵称为 Kim，属于 Phidippus regius（丽棘蛛）这一物种。当它进行 15 种不同类型的跳跃时，水平跳跃距离为 2-5 个身长，垂直跳跃距离为 +/- 2 个身长，科学家们用高清摄像机和 CT 扫描对其进行了拍摄。结果，他们精确地看到了它是如何计划每一次跳跃的，以及不同的跳跃“策略”。“对于长距离跳跃，蜘蛛的动力学限制可能迫使它使用距离最优轨迹，”他们写道。“对于短距离跳跃，它可以从一系列可用的起跳角度中进行选择，而且由于这些短距离跳跃通常用于捕食，快速的低轨迹可能是一个最佳选择。”基本上，长距离跳跃更节能，而短距离跳跃则最大限度地提高了速度。这很有道理，现在我们也知道了它是如何做到的。一些昆虫和蜘蛛通过一种内部弹簧状机制或通过关节内的流体压力进行跳跃。但至少 Kim 在所有的跳跃中只使用了她正常的腿部肌肉。这意味着很快，也许我们的设备也会如此。随着工程师们从大自然的工程设计中汲取灵感，创造出更好、更快、更强的机器人和其他机器，每一个新的动物发现都意味着更多潜在的新技术。“关于创造受蜘蛛启发的跳跃机器人，受到的关注较少，”作者写道，“这类机器人优先考虑速度和准确性，而不是跳跃距离。”这意味着很快，如果幸运的话，我们的设备也可能让你感到毛骨悚然！
