文/陈根
鳐鱼是一种软骨鱼,它有着扁平的菱形身体,外形奇特而优雅。鱼整个胸鳍像一对大翅膀,运动的时候像飞行一样。鳐鱼游动的时候造型奇特,它的精子游行方式也不同寻常。
在一般情况下,精子多是通过拍打或旋转柔软的尾巴来游动。然而,鳐鱼的精子是通过旋转其刚性的头部和柔软的尾部来推动自己。它们头部是长而螺旋状的结构,能够使它们在液体环境中更快、更有效地移动。而且它们还可以通过独立调整头部和尾部的推进力来适应在不同粘度的液体中移动,其头部的推力占总推进力的31%。
鳐鱼的头部是储存遗传物质的容器,它柔软的尾巴则有助于推进。由于头部的运动,鳐鱼的运动效率比其他只靠尾巴驱动的物种要高。此外,鳐鱼的精子具有双向游泳能力,其可以根据需要前后游动。相比之下,其他动物的精子是无法向后移动的。
根据鳐鱼精子的特性,科学家发明了一种仿生机器人。该机器人小到可以放在手掌上,它由刚性的铁线螺旋头、柔软的棉线尾巴和中间的两个电动马达组成。在给定的功率输入下,当涉及到在不同粘度的液体中移动时,它比其他游泳机器人更具有适应性和能源效率。为此,研究人员为鳐鱼精子定义了一种圈子内的特殊运动模式--“异质双螺旋(HDH)模型”。
HDH机器人体积迷你但是运行效率高,未来,有朝一日希望其能够在病人体内游动,通过血管将药物输送到特定位置,以达到精准治疗。
