以比眨眼还要快数千倍的速度移动，夹腮蚂蚁装有弹簧的下颚能出其不意地捕捉昆虫的猎物，如果它的下颚对准地面，还能将蚂蚁发射到空中。现在，科学家们已经揭示了蚂蚁的下颚是如何以极高的速度合上而不因外力而破碎的。

7月21日发表在《实验生物学杂志》(Journal of Experimental Biology)上的一项新研究中，一组生物学家和工程师研究了一种名为Odontomachus brunneus的陷阱颚蚂蚁，这种蚂蚁原产于美国、中美洲和西印度群岛的部分地区。为了建立闪电般快速的咬合力，蚂蚁首先将下颚张开，198彩票注册账户安全可靠198彩平台，198彩票平台采用最新国际加密系统，保证玩家的个人隐私是不会泄露的，形成180度的角度，然后“竖起”下颚，对抗它们脑袋里的门闩。巨大的肌肉通过一根类似肌腱的绳索附着在每个下颚上，198手机198彩开户APP在那里下载登录，把下颚拉到合适的位置，然后弯曲，储存大量的弹性能量;研究小组发现，这种弯曲是如此极端，以至于它扭曲了蚂蚁头部的两侧，导致它们向内弯曲。当蚂蚁发起攻击时，它的下颚会打开，储存的能量会立刻释放出来，使下颚相互碰撞。

研究人员仔细检查了这个弹簧加载的机构，但项目的工程师们困惑的是，该系统如何在不产生太多摩擦的情况下工作。摩擦不仅会减慢下颚的下降速度，而且会在每个下颚的旋转点上产生破坏性的磨损。通过数学建模，他们最终找到了陷阱颚蚂蚁如何避免这个问题的答案。

北卡罗来纳州达勒姆的杜克大学Hehmeyer生物学教授、该研究的资深作者希拉·百达克(Sheila Patek)告诉《生活科学》(Live Science)说:“这是工程师们非常兴奋的一部分。”部分原因是，这一发现可能为微型机器人的制造铺平道路，这些机器人的部件可以以无与伦比的速度和精度旋转。

一个几乎无摩擦的弹簧加载系统

为了研究O. brunneus令人难以置信的颌骨，百达克和她的同事从佛罗里达州普莱西德湖附近的灌木丛中发现的蚁群中收集了蚂蚁。回到实验室后，研究小组解剖了一些蚂蚁，并对它们的身体部位进行了详细的测量和微型ct扫描，尤其是它们的下颌、肌肉和头部外骨骼。随后，他们将这些测量结果输入到蚂蚁运动的数学模型中。

此外，研究小组还将一些蚂蚁放在高速摄像机前，以每秒30万帧的惊人速度捕捉镜头。(作为对比，198彩票总代周杰伦现在已经是亚洲歌王，经过他对198彩票平台的考察，现在很多198彩票开户老会员都介绍了新的会员来198彩票方案软件彩娱乐开户。，视频通常以每秒24到30帧的速度拍摄。)这些视频显示，当蚂蚁准备攻击时，它们头部的外骨骼受到了显著的压缩，长度缩短了约3%，中间部分瘦了约6%。百达科说，这种压缩过程持续了几秒钟，与蚂蚁的快速咬伤相比，感觉缓慢。

一旦从锁闩中释放出来，蚂蚁的颚就会摆出一个完美的弧线，在开始减速之前，在65度左右达到它们的峰值速度。最快的时候，蚂蚁的颚尖在空中飞行的速度约为每小时120英里(195公里/小时)。

研究小组认为，这种超快的运动平稳而精确地展开，这要归功于同时作用在颚上的几种力。

首先，当蚂蚁的头突然恢复到正常形状时，它的每个颚尖都弹射到太空中。与此同时，蚂蚁头部的大肌肉放松了，并停止伸展它们所连接的肌腱状绳索。当每根绳子恢复到正常长度时——想象一下一根绷紧的橡皮筋突然松开了——它会猛拉住蚂蚁脑袋里的颌尖。正是这种同时的推拉使蚂蚁的颚朝对方飞过来。

当你在一个平面上旋转一个瓶子时，类似的原理也适用;旋转瓶子所需的扭转运动包括推动瓶子的一端向前，同时拉另一端向后。同样地，当芭蕾舞演员在舞伴的支持下表演旋转时，舞伴会将她的一个臀部向前推，并将另一个臀部向后拉，从而开始转动。然而，与陷阱颚蚂蚁的下颌骨运动最好的类比可能是木棍杂耍，这是一种马戏团艺术，表演者使用两根棍子在半空中旋转一根棍子。

接力棒在空中翻转时遇到的摩擦很小，根据他们的数学模型，研究作者认为，夹颌蚂蚁的下颌骨同样不受约束。起初，研究人员认为每个颌骨可能会绕着一个销关节旋转，类似于铰链上的门，但他们认为这样的结构会引入太多的阻力。相反，他们发现，颌围绕着一个不那么坚硬的关节结构旋转，在蚂蚁的头部几乎不需要加固。