动物|把猫倒着扔下去:聪明的会四脚着地、笨的则......( 二 )


如此便可以在保持身体后半部分几乎不发生转动的情况下,将前半部分身体调整为前肢朝下的姿势 。这一过程中身体前、后两部分所产生的角动量相互抵消,角动量守恒仍然成立 。
第三步,调整后肢的朝向
接着猫咪会采用相反的扭麻花方式来扭动身体,并尽量伸展前肢、收缩后肢,让身体的后半部分比前半部分更容易旋转 。
这样便可以在身体前半部分几乎不动的情况下,将后半部分调成为后肢朝下的姿势 。
动物|把猫倒着扔下去:聪明的会四脚着地、笨的则......
文章图片

简而言之,猫咪凭借对全身肌肉骨骼的强大控制力,将身体“分解”成了两个不同的运动单元 。
这两个运动单元同时进行方向相反的扭麻花旋转运动,就可以在保证角动量不变的同时,及时将身体调整为四肢朝下落地的姿势 。
动物|把猫倒着扔下去:聪明的会四脚着地、笨的则......
文章图片

落猫过程的运动分解(图源:文献[3])
科学家们还在研究中发现,在失重状态下的猫咪无法顺利扭转身体,这说明重力对翻正反射的完成起到了重要作用 。
动物|把猫倒着扔下去:聪明的会四脚着地、笨的则......
文章图片

NASA的落猫实验(图源:维基百科)
毕竟,失重环境下已经没有了“地面“的概念 。
猫咪绝技之二:可高效缓冲的四肢躯干?
让身体在空中翻个面,就可以安全落地了吗?No No No,猫咪还要施展另一项绝技——通过四肢的运动来减缓下落时的冲击力,实现高效缓冲的作用 。
猫咪的四肢就像是一套灵活的机械连杆结构,可以稳定迅速地折叠和舒展,而发达地肌肉则像是阻尼器、衰减器一样,可以为猫咪躯干提供强有力的支撑和缓冲 。
动物|把猫倒着扔下去:聪明的会四脚着地、笨的则......
文章图片

猫咪的大腿结构(图源:文献[4])
猫咪的落地缓冲绝技非常高效,可以有效避免自身受到冲击力的伤害 。跑酷高手在从高处跳下时,也会使用类似的方法,在落地瞬间弯曲腿部来减缓冲击力 。
不过接下来他们还需要在地上就势翻滚,这样才能彻底将跌落的动能消耗掉 。
动物|把猫倒着扔下去:聪明的会四脚着地、笨的则......
文章图片

翻滚缓冲
研究人员还借鉴猫咪的大腿结构,设计出了一种仿生航天器着陆缓冲装置,可以实现航天器的安全降落 。
动物|把猫倒着扔下去:聪明的会四脚着地、笨的则......
文章图片

动物|把猫倒着扔下去:聪明的会四脚着地、笨的则......
文章图片

航天器仿生降落支架(图源:文献[4])
猫咪绝技之三:结构精巧的猫掌?
猫咪脚掌的肉垫不仅厚,而且摸起来软软的,还颇有弹性 。
这主要是由于肉垫中存在着由胶原纤维和弹性纤维组成的三维立体网状结构,而这些网状结构的腔室内则填充着大量脂肪 。
动物|把猫倒着扔下去:聪明的会四脚着地、笨的则......
文章图片

猫掌的微观结构以及等效简化结构(图源:文献[5])
这种精巧的猫掌结构非常适合用来缓冲吸能:网状骨架可以在脚掌触底时提供稳定的支撑,使猫咪可以牢牢地抓住地面;网状骨架之间的摩擦作用可以消耗一部分冲击力;而柔软、较有弹性的脂肪颗粒则可以进行缓冲 。
所以,猫咪脚掌的这种独特功能可以帮助猫咪安全落地 。科学家还借鉴猫掌的这种多层次结构,开发出了一种猫掌仿生复合材料 。
动物|把猫倒着扔下去:聪明的会四脚着地、笨的则......
文章图片

人工制备的猫掌仿生材料的微观结构(图源:文献[5])
正是有了这三门绝技,猫咪才能够在不慎摔落时不摔伤、不致死 。
不过,猫咪在人类面前终究是脆弱的生灵,请记住它们陪伴我们的每一个日子 。
如果你养猫就善始善终,温柔以待,不抛弃、不虐待 。强烈建议,领养代替购买!


推荐阅读