象鼻的戏法

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大象能够精准地控制自己的鼻子，使象鼻能毫不费力地只捡起一片树叶，就像举起一根木头一样轻松。象鼻的运动其实很复杂，科学家一直在努力解释象鼻究竟是如何做到这一点的。在一项发表于《当代生物学》(Current Biology)的新研究中，科学家就利用了动作捕捉技术做相关研究，他们希望这项常用于拍摄电影的技术可以揭示背后的答案。

“大象演化出了神奇的象鼻，这种器官具有无穷多个自由度，”瑞士日内瓦大学的生物学家米歇尔·米林科维奇（Michel Milinkovitch，这项研究的第一作者）说道。他的团队前往南非的一个大象保护区，研究这里的大象是如何自由地使用象鼻的。研究人员将反光标记物贴在两头公象的象鼻上，并在公象面前放置多种物品。当大象移动这些物品时，研究人员用红外摄像机在180 半圆形范围内进行拍摄，捕捉标记物在三维空间中的移动方式，这类似于将电影演员的身体活动映射到计算机制作的动画角色上。

象鼻就像人类的舌头一样，是一类被称为肌肉性静水骨骼（muscular hydrostat）的结构，它没有骨头并能向四面八方移动。这项新研究表明，公象能将一些简单的动作结合起来——如卷曲、缠绕和伸长部分象鼻——完成复杂的运动。它们还能形成类似关节的结构，或者说使部分象鼻变得僵硬，这些象鼻结构能进行点到点的移动。

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威廉·基尔（William Kier，并未参与这项研究）是美国北卡罗来纳大学教堂山分校的生物学家，他研究象鼻、舌头和触手的运动。他评价道：“我认为这是一项非常重要的进展。这是我们第一次对大象的鼻子有些许了解，认识到了这些简单的动作可能会让大象完成哪些复杂的运动。”

这项研究揭示了大象象鼻的4万块肌肉是如何协同作用的，这对于开发新的多功能机器人极为有用，新加坡国立大学的机器人专家塞西莉·拉斯基（Cecilia Laschi，并未参与这项研究）表示：“这是我们机器人学家的梦想。”一支来自意大利比萨的工程师团队提出畅想，他们希望利用这项研究数据在18个月内开发出一台类象鼻的机器人原型。

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撰文：苏珊·科西尔（Susan Cosier）

翻译：郭晓

审校：王怡博

引进来源：科学美国人

本文来自：中国数字科技馆