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章鱼如何不结束自己的结

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章鱼的手臂被覆盖在数百个吸盘,将坚持任何东西,与一个重要的例外。那些吸盘一般不会抓住章鱼本身;否则,令人印象深刻的灵活的动物会很快发现自己都纠缠不清。

现在,耶路撒冷希伯来大学的研究人员在5月15日的细胞新闻出版物 Current Biology 报道说,他们已经发现章鱼如何管理这个壮举,即使章鱼的大脑不知道他们的手臂在做什么。章鱼皮生产的化学物质暂时防止吸盘吸吮。

“我们感到惊讶的是,我们之前没有人注意到这个非常强大和容易被发现的现象,”联合首位作者Nir Nesher进行这项研究的Guy Levy说。 “对于这个潜在的非常复杂的问题,章鱼的出色和简单的解决方案我们完全感到惊讶。”

Binyamin Hochner和他的同事多年来一直从事章鱼的工作,尤其是他们的灵活的手臂和身体运动控制。有一个很好的理由,章鱼不知道他们的手臂在哪里,就像人或其他动物一样。

Hochner解释说:“我们的电机控制系统是基于一个相当固定的脑部运动和感觉系统的表示形式,并且具有身体部位坐标的地图共振峰。

这对我们很有用,因为我们刚性的骨架限制了可能性的数量。 Hochner继续说:“很难想象类似的机制在章鱼大脑中起作用,因为它的长臂和灵活的臂具有无限的自由度。 “因此,使用这样的地图对于章鱼来说将是非常困难的,甚至是不可能的。”

事实上,实验支持了章鱼缺乏关于他们手臂位置准确知识的观点。这提出了一个有趣的问题:那么,章鱼如何避免把自己捆绑在一起呢?

为了回答这个问题,研究人员观察了截肢的章鱼手臂的行为,分离后的一个小时仍然非常活跃。那些观察表明,武器从来没有抓过章鱼皮,虽然他们会抓住一个皮肤章鱼的手臂。章鱼的手臂也没有抓住覆盖着章鱼皮的陪替氏培养皿,而是用比章鱼皮提取物更少的力量附着在盘子上。

研究人员写道:“迄今为止的结果表明,章鱼的皮肤第一次防止章鱼的手臂彼此附着或自身附着在一起,”研究人员写道。 “对皮肤粗提取物的反应急剧下降表明,皮肤中的特定化学信号介导了吸盘抓取的抑制作用”。

与截肢的手臂的行为相反,活的章鱼可以在其自动机制很方便。活着的章鱼有时会抓住被截肢的手臂,而当手臂不是以前的时候,它们似乎更有可能这样做。

Hochner和他的同事还没有确定动物的自我避免行为的活性剂,但他们说这是另一个章鱼智力的示范。自我避免策略甚至可能进入生物灵感的机器人设计。 Nesher说:“柔软的机器人有利于他们重塑身体。” “这在不熟悉的环境中具有特别的优势,因为许多障碍只能通过灵活的操纵器,比如人体内部的环境来绕过。”事实上,研究人员正在与欧盟委员会的STIFF-FLOP项目分享他们的发现,开发出章鱼臂形状的柔性手术机械手。 Hochner说:“我们希望并相信这种机制将在这类新型机器人及其控制系统中得到体现。



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