研究人員發明了一種可模仿鰩魚精子遊動動作的仿生機器人

據外媒報道,眾所周知,精子通常通過拍打或旋轉它們柔軟的尾巴來遊動。然而,來自中國香港城市大學的研究人員發現,鰩魚的精子是通過轉動尾巴和頭部來移動。為了進一步研究這種運動模式,研究人員使用機器人演示了這種技術。

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這項研究已經擴展到了微生物如何運動的知識,另外它還為機器人工程設計提供了靈感。研究人員為鰩魚精子定義了一種圈子內的特殊運動模式–“異質雙螺旋(HDH)模型”。有趣的是,鰩魚精子的運動是一個偶然的發現。

據悉當時,該團隊正在研究一種用於諸如鯊魚和鰩魚等軟骨魚類的養殖的人工授精技術。該團隊表示,軟骨魚類可被用作生產抗COVID-19等疾病抗體的“工廠”。該團隊希望開發一種人工授精技術以作為高價值的水產養殖養殖它們。

在這個過程中,研究小組在顯微鏡下觀察了鰩魚精子的獨特結構和遊動運動。研究人員發現,鰩魚的頭部不是圓形的,而是一個長長的螺旋結構,遊動時它會隨着尾巴旋轉。精子則由不同的螺旋部分組成,包括一個堅硬的螺旋頭和一個柔軟的尾巴,中間的部分為旋轉運動提供能量。

鰩魚的頭部是儲存遺傳物質的容器,它柔軟的尾巴則有助於推進。研究人員表示,頭部貢獻了約31%的總推進力,這是已知精子中首次記錄到的頭部推進力。由於頭部的運動,鰩魚的運動效率比其他只靠尾巴驅動的物種要高。參與該項目的科學家還發現,鰩魚的精子具有雙向游泳能力,其可以根據需要前後遊動。

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