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  • 1 # 真誠永恆

    提到“外骨骼”,第一個想到的應用場景應該是戰場機器人。因為外骨骼的優勢是從那些小動物,例如:螃蟹、甲魚、螞蟻、穿山甲、烏龜、鱷魚等等中研究出的結果。近年來對於許殘疾人使用的四肢屬於機械外骨骼。而許多的機械人都屬於機械外骨骼。外骨骼的小動物很多,它們都有一個共同的特點,成長慢,長不大,因為它們受到外形骨骼生長的影響了約束。

    外骨骼的作用相當於鎧甲,既能起到保護身體的作用,還能承受身體的重力,許多外骨骼的動物力量都比較小,根本沒有內骨骼的力量大,例如人的骨骼就是屬於內骨骼,力量非常大,但是,也不盡然,小動物中外骨骼的螞蟻力量最大,大的難以相象,可以舉起自重多少倍的重量。

    01、外骨骼的動物力量小,但螞蟻是個特例

    螞蟻的體表有外骨骼,身體分頭、胸、腹三部分,有3對分節的足,因此螞蟻屬於無脊椎動物中的節肢動物,它的體表有堅硬的外骨骼和分節的附肢。

    雖然其它的外骨骼動物力量相對於內骨骼的動物力量小很多,但是,唯獨有螞蟻是個特例,據力學家測定,一隻螞蟻能夠舉起超過自身體重400倍的東西,還能拖動超過自身體重1700倍的物體。

    美國哈佛大學的昆蟲學家馬克莫費特,是一位對亞洲蟻頗有研究的學者。根據他的觀察,10多隻結一致的螞蟻,能夠搬走超過它們自身體重5000倍的蛆或者雖的食物,這相當於10個平均體重70公斤的彪形大漢搬運3500噸的重物。

    02、外骨骼與內骨骼的動物的優缺點

    內骨骼承重能力強,所有中、大型動物都是內骨骼。外骨骼不僅可以承重,還可以作為甲殼保護生物,但是除了螞蟻這外,所有外骨骼的動物承重能力小,大到一定程度後,外骨骼本身就會很笨重,不僅不利於生長,而且不利用逃生。

    所以,只有較小的動物使用外骨骼。而且外骨骼不會跟隨身體同時長大,到了成年時期必須蛻殼,例如:螃蟹。而這些需要退殼的外骨骼動物在蛻殼過程中非常脆弱,常常受到攻擊和傷害,許多的外骨骼動物都是在蛻殼過程中失去了生命,成為其它動物的美食。

    而內骨骼動物更容易發達和長大,所有的內骨骼動物,除了螞蟻之外,它們的承重力普遍大於外骨骼,而內骨骼不需要在成長期蛻殼,也不會受到蛻殼期的攻擊和傷害。內骨骼會隨著身體的發育一直生長,直到長成成年期的物種為止。

    03、外骨骼的動物中,外骨骼對自己的身體保護作用非常大

    其中,最明顯的例證就是甲魚、烏龜、穿山甲、螃蟹等等。他們的外骨骼不僅利於支撐身體;保護內部器宮,更利於天敵捕殺,相比與內骨骼的動物生存率更高。

    其中最明顯的例證就是龜類了,它們的平均壽命為70歲,最大的壽命可達110歲,俗語中就曾經說過“千年王八、萬年龜,”雖然它們並非能活到千年、萬年?而是人們是對他們抗生存能力最強的認同程度。

    結束語:

    近年來仿生學異軍突起,生物和動物界有許多優勢遠遠大於人類,其中的外骨骼結構就被廣泛的應用到仿生機器人的骨骼中,就是因為外骨骼的抗風險能力特別強大,因為外骨骼具有抵禦在運動中摸、爬、滾、打造成的傷害,外骨骼雖然承重能力小,但是,儲存自己的有生力量確是足夠大。所以,外骨骼結構必將會應用到未來戰場環境的機器人當中。

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