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大象能夠精準地控制自己的鼻子，使象鼻能毫不費力地只撿起一片樹葉，就像舉起一根木頭一樣輕鬆。象鼻的運動其實很複雜，科學家一直在努力解釋象鼻究竟是如何做到這一點的。在一項發表於《當代生物學》(Current Biology)的新研究中，科學家就利用了動作捕捉技術做相關研究，他們希望這項常用於拍攝電影的技術可以揭示背後的答案。
“大象演化出了神奇的象鼻，這種器官具有無窮多個自由度，”瑞士日內瓦大學的生物學家米歇爾·米林科維奇（Michel Milinkovitch，這項研究的第一作者）說道。他的團隊前往南非的一個大象保護區，研究這裡的大象是如何自由地使用象鼻的。研究人員將反游標記物貼在兩頭公象的象鼻上，並在公象面前放置多種物品。當大象移動這些物品時，研究人員用紅外攝像機在180˚半圓形範圍內進行拍攝，捕捉標記物在三維空間中的移動方式，這類似於將電影演員的身體活動對映到計算機制作的動畫角色上。
象鼻就像人類的舌頭一樣，是一類被稱為肌肉性靜水骨骼（muscular hydrostat）的結構，它沒有骨頭並能向四面八方移動。這項新研究表明，公象能將一些簡單的動作結合起來——如捲曲、纏繞和伸長部分象鼻——完成複雜的運動。它們還能形成類似關節的結構，或者說使部分象鼻變得僵硬，這些象鼻結構能進行點到點的移動。
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威廉·基爾（William Kier，並未參與這項研究）是美國北卡羅來納大學教堂山分校的生物學家，他研究象鼻、舌頭和觸手的運動。他評價道：“我認為這是一項非常重要的進展。這是我們第一次對大象的鼻子有些許瞭解，認識到了這些簡單的動作可能會讓大象完成哪些複雜的運動。”
這項研究揭示了大象象鼻的4萬塊肌肉是如何協同作用的，這對於開發新的多功能機器人極為有用，新加坡國立大學的機器人專家塞西莉·拉斯基（Cecilia Laschi，並未參與這項研究）表示：“這是我們機器人學家的夢想。”一支來自義大利比薩的工程師團隊提出暢想，他們希望利用這項研究資料在18個月內開發出一臺類象鼻的機器人原型。
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撰文：蘇珊·科西爾（Susan Cosier）
翻譯：郭曉
審校：王怡博
引進來源：科學美國人
本文來自：中國數字科技館
