科學家利用3D打印技術揭示海豹如何抓魚
海豹是非常出色的海洋捕食者，它們對獵物的偵測方式十分敏感并且非常獨特，即使被蒙上眼睛，它們也能夠在30秒之內感知自己周邊游動對象的運動路徑。有科學家認為，海豹超強的跟蹤能力源自于海豹的胡須，它的作用類似于天線一樣。長期以來，麻省理工學院（MIT）的工程師都在著手研究一個項目——海豹的捕食感知能力。他們仿照海豹的胡須創建了一個大型的3D打印須狀裝置，并將其放置在30米長的水槽里，希望能夠用這個裝置實現測試胡須的功能。
最近，來自麻省理工學院的一個團隊一直在一個項目，希望能夠揭示出港海豹胡須背后的科學原理。這個團隊由該校機械工程系的Michael Triantafyllou教授和博士生Heather Beem領導。他們仿照海豹的胡須創建了一個大型的3D打印須狀裝置，并將其放置在30米長的水槽里，希望通過此次實驗能證明胡須的功能。
海豹的胡須形狀呈獨特的波浪狀，它們有一個橢圓形的截面，而且僅在顯微鏡下才能看到其跨度的大小是不斷變化的。“看到這么復雜的圖案真是奇妙，它不只是一個直直的天線，而是一個完美的正弦波。”Triantafyllou教授說。
實驗的結果也是非常耐人尋味的。研究人員們發現，3D打印的仿海豹胡須在進入周邊對象游過產生的尾波時會發生微小的顫動，而且它顫動的頻率跟仿造獵物產生的水渦波紋是同步的。收集到的可視化數據顯示，這些胡須就像一名滑雪者在障礙滑雪道上一樣從一個水渦溜到另一個水渦。 科學家們通過實驗證明，這種特殊的運動能夠使其胡須從追蹤對象產生的水渦中獲取能量，然后導致胡須產生震動，也正是這種震動才使得海豹能夠判斷出捕獵對象的大小、形狀已經經過的路徑。海豹波浪狀的胡須與我們經常見到的那些又直又長的胡須不同，海豹的波浪狀胡須能夠創造一個比較弱的旋渦，這為它們在狩獵時提供了一個很大的優勢。研究人員認為，海豹胡須這種獨特的形狀可以減少自己在運動時所帶來的干擾。并且研究人員們也已經證實，有著橢圓形橫截面的彎曲胡須模型很少在水中擺動。這說明對于以最快速度在水中穿梭的海豹，其胡須會保持相對靜止。
“海豹的波浪狀胡須使得它能夠在平靜的水中保持靜止，而當魚游過時產生的尾波會立即使它震動起來。”Beem補充說，“這就是為什么海豹就算看不到也能成功抓到魚的秘密。”
Triantafyllou教授認為，他們的發現可以幫助科學家跟蹤魚群和污染源。“我們已經有一些可以檢測速度的傳感器，現在我們可以更進一步。在船只上裝著幾個仿海豹胡須的傳感器，這樣我們就可以檢測到遙遠的羽流，并且能夠實現跟蹤過程。” MIT的這項研究得到了美國海軍研究辦公室、新加坡-MIT研究和技術聯盟以及MIT海洋基金項目的部分支持。
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