【新唐人北京时间2021年09月11日讯】漂亮又凶悍的螳螂虾出拳速度堪比子弹，有“海洋拳王”的美称。现在，由美国陆军资助的项目研究人员模拟动物界最强拳头的力学原理，造出了一个小机器人，为打造军事上的小型但强大的机器人设备铺平道路。
美国陆军研究实验室（Army Research Laboratory，ARL）在一份声明中说，一个由陆军资助的团队，包括机器人专家、工程师和来自哈佛大学（Harvard University）和杜克大学（Duke University）的生物学家最近发表了他们的研究结果：像螳螂虾一样出拳的一个小型机器人。
雀尾螳螂虾（mantis shrimp），俗名虾蛄、螳螂虾，学名叫蝉形齿指虾蛄，属于甲壳类肉食性节肢动物。螳螂虾以其超人的视觉、令人难以置信的力量和迷幻的色彩而闻名。
螳螂虾的武器是棍棒状的附肢，其加速速度比步枪的子弹还要快，仅仅一击就能将螃蟹的手臂打掉，或击穿蜗牛的外壳。
根据哈佛大学约翰·保尔森工程与应用科学学院（Harvard’s John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences）发布的一段视频，作为研究的一部分而开发的一个机器人模型，其加速速度与一辆汽车在4毫秒内达到58英里/小时的速度相当。
据哈佛大学称，这个1.5克的“虾级机器人”的速度并不像螳螂虾那么快，但在同等规模下，比任何类似的设备都要快。
美国陆军作战能力发展司令部、陆军研究实验室的项目经理卡尔弗（Dean Culver）博士说：“通过更细密地模仿螳螂虾的生理结构，该团队能够将其它机器人设备中的肢体产生的加速度提高10倍以上。”
螳螂虾如何产生如此致命、超快的运动，长期以来一直吸引着生物学家。最近高速成像的发展使得观察螳螂虾的打击过程成为可能，但其中的一些力学原理仍然不甚明了。
哈佛大学工程师Nak-seung Hyun博士说，当你在超高速摄像机上观察打击过程时，在硬壳释放和附肢发射之间有一个时间延迟。这就好比一只老鼠触发了一个捕鼠器，但它不是马上就断气，而是在断气之前有一个明显的延迟。显然有另一种机制将附肢固定住，但没有人能够从分析上了解这种机制是如何运作的。
螳螂虾有两个嵌入肌肉肌腱中的小结构被称为硬壳，作为附肢的锁扣，充当闩锁。在一个典型的弹簧加载机制中，一旦闩锁被移除，弹簧将立即释放储存的能量。生物学家们假设，虽然硬壳启动了解锁，但附肢本身的几何形状作为第二道锁扣，控制手臂的运动，同时继续储存能量。但这一理论还没有得到验证。
研究人员绘制了螳螂虾打击的4个不同阶段，从潜伏的硬壳开始，到附肢的实际撞击结束。他们发现，的确，在硬壳解锁后，该机制的几何形状接管了，将附肢固定在原地，直到它超过中心点，然后闩锁释放。
卡尔弗说，像这样的致动器架构为更小的机制提供了非凡的能力，用于传递力量，具有极大的军事用途。“我认为这是一个更广泛的收获”，卡尔弗补充说，“是工程界和国防研究要牢记的。”
自然界给人类诸多启示。2017年，伊利诺伊大学（University of Illinois）的研究人员发表了一项研究，详细介绍了受螳螂虾视觉系统的启发而开发的超灵敏相机。
（记者李昭希综合报导/责任编辑：林清）
