“虽然没有翅膀没有四肢 但金花蛇有自己的“飞行”秘籍”

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众所周知，金蛇是唯一能在树之间滑翔的“飞翔”蛇类。 最近，来自美国的科研团队成功地开发了可连续的三维数学模型，揭示了金花蛇“飞行”的两个重要因素。 相关研究成果发表在《自然物理学》杂志上。

他们说“飞”其实不太准确。 金花蛇只是具有短距离滑翔的能力。 例如，一条金蛇在高处的树冠之间跳跃，滑翔到离一根树枝几米的另一根树枝上。 如果在半空中摇晃身体，就像在飞行一样。

“飞蛇”竟然是空空气动力学大师

作为没有四肢的动物，这条蛇的“飞行”能力确实惊人。 如何在树冠之间穿梭而不会失去平衡掉在地上？

2002年，弗吉尼亚理工大学的杰克·索彻在《自然》杂志上发表了关于这条蛇“飞行”能力的文案，将这条蛇及其高超的滑翔绝技带入了人们的视野。

在这项研究中，索查发现，在准备“起飞”时，金花蛇先爬到树枝前端，把自己挂成“j”的形状，然后像弹簧一样缩成身体准备发射。 下定决心后，为了尽可能“飞”远，将身体变平，宽度将接近平常的两倍。 从横断面看，身体的腹部向上弯曲，呈横向排列的“c”字形。 索查当时认为，这种类似飞盘的形状能使身体下面的气压更高，空气体能更好地“抬起”蛇的身体。

年，索查和研究小组建造了一座高8米多的高塔，上面装了树枝模拟树冠。 他们发现，从这座塔跳下去，金花蛇可以滑翔最远24米。 他们反复跳下蛇，用4台照相机捕捉到了滑翔中蛇的动作。

从这些图像中，研究人员3d印刷了滑翔中扁平的金花蛇模型，放入水箱，通过水流研究了流体力学特征。 另外，还联系了华盛顿大学的航空空工程师，用计算机对蛇模型进行了空空气动力模拟。 毕竟，在金花蛇滑翔的过程中，空气体的“吸引力”似乎起着重要的作用。 金花蛇身体变平后，蛇身上形成了一个小漩涡，发现这里的低气压“吸食”蛇。

有助于保持扭曲和平衡

但是，金花蛇的滑翔能力有一个谜。 他们为什么要在滑翔中摇晃身体？

在最近发表于《自然物理学》的这项研究中，研究者以天堂的金花蛇为研究对象，在蛇的背上设置了一系列的红外线反射标记。 这样，通过运动捕捉技术，就可以恢复蛇在滑翔时的所有身体动作。

研究小组选择了剧场作为试验场，设立了“人造树”。 这根树枝是橡树，上面粘着假叶子和藤蔓。 这里是蛇滑翔的出发点。 在随后的九天里，研究人员让蛇从这棵树上跳下来，使用由24台摄像机组成的运动捕捉系统，持续实时记录蛇标记的位置。

利用这些数据，研究人员终于获得了“解剖学准确”的金花蛇三维模型。 他们结合惯性和空气体动力学的影响，分别模拟了在计算机上金花蛇摇摆与否的滑翔能力。 他们发现，金花蛇也可以滑翔到很远的地方，而不会摇晃，却很容易滚到滑翔的地方，或者坠落。 追加挥杆动作后，金花蛇模型可以稳定地滑翔很长一段距离。

但是，伦敦大学研究生院的吉姆·安德伍德在另一份副本中，不能简单粗暴地认为金花蛇的挥杆只是为了滑翔的稳定性，彻底排除了这种挥杆不过是正常工作的习性，认为“这两种观点可能都是正确的”

尽管没能完美地回答最初的问题，但这项研究为蛇型机器人的改进设计提供了很大的帮助。 研究人员在论文中提出，该研究为以蛇为灵感的蛇型机器人的设计提供了空摆动的运动模板和理论基础，也有助于现有类似机器人的简化。 (张二七) )