和17世纪一样,发刷到现在还是生活的必需品,而梳子则与出土的公元前8000年物件几乎一模一样。但是下一代整理毛发的工具可能会从这个看上去不可能的材料上获得灵感:猫。
当研究学者亚历克西斯·诺尔(Alexis Noel)看到她的猫在舔一个微纤维的篮子时——舌头卡在里面了,她要帮助他拿出来——然后她就开始思考猫舌头的独特构造。猫咪的舌头上布满了很小的、硬硬的刺头,它们可以用这些来翻卷毛发,进行梳理。
诺尔是一位在佐治亚理工学院机械工程系的在读博士,在安装着高速摄像头的实验室工作,摄像头能够捕捉到猫舔舐自己毛发的机械学过程。利用脚本,研究者们能够深入学习舌头上的“刺头”。
“它们有点像魔术贴上的钩子,”诺尔说。“实际上它们看上去就和猫爪一样,或者你可以参考任何哺乳动物的爪子,它们完全相同,只不过是以微小的形式呈现。这些坚硬的爪子大概和指甲的硬度相当,嵌在猫咪柔软的舌头组织里。”
当猫咪们在梳理自己的皮毛时——这几乎是它们每天走路的必修,占据了一半的时间——它们会让舌头上的一些肌肉变硬,接着刺头就会裸露出来,在它们四处舔舐时,刺头便会随着方向旋转。“由于它们独特、尖利和弯曲的特点,几乎可以触及到猫咪的全身,并且刺穿纠结在一起的毛发,然后分开它们。”她说。
这是普通的梳子做不到的事情。舌头还会自我清洁。普通的梳子则会在根部收集一堆很难处理的头发,而猫的刺头变得平整之后,毛发自然而然就会掉落,不会缠绕在舌头上。如果人类的梳子也能运用类似的原理,那你动动一根手指就可以梳头发了。
研究者们利用脚本和猫舌头的CT扫描图,3D打印出了刺头的模型,将其嵌在和舌头一样的硅基片中。他们可以用这个模型测试舌头运作的细节部分。
“你可以重现猫舌头上发生的一举一动,精确地改变变量,”诺尔说。“这样的话,我们就不会依赖于猫。你不可能让猫咪准确地做到你们想要的效果。它们很随心所欲的。”
利用模型,这个团队开始研究怎么实现设计理念,并在在实际应用中做出相应的工具——从更好的梳子和地毯清洁技术到全新的软机器人技术。
“假如这个机器人需要抓起一块石头的表面,”她说。“这些刺头可以让机器人抓到石头的裂缝,并且用很大的力气拖拽。”
该设计还有潜力帮助伤口清洁,这也是猫咪们在舔毛的时候做的事情。
此前,没有人这样细致地研究过猫舌头的物理特性。“大家都知道猫的舌头很粗糙,”诺尔说。“但是没人真正地观察过猫舌头表面到底是如何运作的,是什么让它如此粗糙,又是什么让它们如此高效。”
研究者们正在申请专利,并且计划根据这个设计创造出新的产品。
翻译:赵雪白鸽
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来源:fastcoexist
原标题:How Cats' Tongues Are Inspiring Smarter Hairbrushes For Humans
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