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地表最速傳說!噴射助跑背包

昱夫
・2014/09/15 ・814字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 543 ・八年級
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帶著噴射助跑背包的跑者 CC:Arizona State University

自古以來,在身上佩戴加速或飛行裝備便一直是人類的夢想之一,從伊卡洛斯之翼、達文西飛行器,甚至是鋼鐵人和立體機動裝置,在在反映出人們對於速度與天際的憧憬;就在最近,人體裝備噴射加速裝置終於化為現實!科學家準備締造新的「地表最速傳說」!

這項新的科技,由一組噴射推進裝置組成,並以背包模式裝備於使用者身上,將可以提升穿戴者的負重及長時間衝刺能力,同時減輕在跑動期間的生理負擔(減緩代謝消耗能量),如下影片。

這項計劃是由美國國防部高級研究計劃局(Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA)與亞利桑那州立大學(Arizona State University, ASU)的Thomas Sugar團隊合作,計劃名稱為4MM(4-minute mile),主要目標是希望開發出機械輔助裝置,讓戰場上的士兵,不論原本的體能程度,都能輕鬆完成4分鐘內衝刺1.6公里(1 mile)的任務。在戰場上,逃脫與進攻都講求快速的行動能力,多縮短一秒移動時間,可能就可以拯救無數人命,噴射背包便是為此而生,讓士兵在配備重武裝的同時維持高機動力。

目前,這款噴射加速背包正進入測試與調整階段,也已有不錯的成果。在200米衝刺測試中,裝備這款背包的跑者(背包重5公斤),能夠有效縮短3秒的時間,並減少代謝消耗;而在1.6公里測試中,佩戴噴射背包可以縮短約18秒的時間(從5分20秒進步到5分02秒,見影片)。雖然距離目標的4分鐘仍有段距離,但已足夠驗證這項技術的可行性與發展性。未來有ㄧ天,或許我們都能背著噴射器,邁向更快的傳說!

延伸閱讀:

參考資料:

  1. DARPA’s jetpack will help soldiers run faster , stronger [engadger, Sep 13, 2014]
  2. WATCH: New jetpack helps soldiers run faster [Science alert, Sep 14, 2014]
  3. Wearable 4MM jetpack tested on speed, agility for runners [PHYS.ORG, Sep 12, 2014]

資料來源:


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相關標籤: 噴射背包
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昱夫
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PanSci實習編輯~目前就讀台大化學所,研究電子與質子傳遞機制。微~蚊氫,在宅宅的實驗室生活中偶爾打點桌球,有時會在走廊上唱歌,最愛929。


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「你不要過來啊!」蜘蛛為了在交配中保命,竟然把自己給射出去了!

Peggy Sha
・2022/05/18 ・1686字 ・閱讀時間約 3 分鐘

自然界中,充滿了不少為了交配而「慷慨赴義」的勇者,像是:螳螂、蜘蛛等等,在激戰中或激戰後,雄性會變成配偶的盤中飧,如此一來,不僅可以延長交配時間、增加受精機率,還能為雌性提供養分,讓後代更有機會健康快樂地成長!(讓我們感謝飛天小爸爸的努力!)

「性食同類」不僅可以延長交配時間、增加受精機率,還能為雌性提供養分,讓後代更有機會健康快樂地成長!圖/Pixabay

這種現象呢,被稱之為「性食同類」(sexual cannibalism),通常是雌性吃掉雄性的比例稍微高一些。

但正如俗話所說,「生命會自己找到出口」,竟然有雄性蜘蛛靠著把自己「射」出去來保下一命!今天,就要來為你講述,隆背菲蛛(Philoponella prominens)的噴射故事。

交配到一半就彈出去了?超離奇高速彈射之謎!

這次的主角隆背菲蛛呢,是一種原產於日本、韓國等地的社會性動物,過去驚人的成就包括:能夠一次聚集 300 多隻同伴,共同編織出一片大網。

至於牠們超強的彈射能力又是如何被發現的?原先,來自湖北大學的張士昶副教授與團隊正在研究隆背菲蛛的性行為,卻忽然發現了一個超離奇現象:完成交配之後,雄蛛居然會猛然彈開,「biu」地一下就飛得老遠!

這驚人的過程可說是快到不可思議,最高紀錄達到一秒 88.2 公分,別說是肉眼,就連普通相機都沒辦法正確紀錄下細節。

這個現象立刻引發了研究團隊的好奇心,那麼接下來該怎麼辦呢?當然是:交配大戰看起來!

射,還是不射?這是個攸關性命的問題!

為了進行研究,團隊總共觀察了 155 次交配行為,並在其中 152 次中觀察到了這種超高速的彈射情形。你可能會很好奇,那剩下的 3 次呢?嗯……那 3 隻隆背菲蛛沒有成功彈射出去,交配後就成了配偶的大餐了。

什麼?沒彈掉就會被吃掉?這究竟是巧合還是命運的安排?

研究人員決定出手人為干預一下,他們選了 30 隻隆背菲蛛,然後想辦法阻止牠們彈射,結果發現:「彈射=保命」,要是你射不出去,那你就逃不過配偶的大口,注定要變成人家的晚餐。

要是隆背菲蛛彈射失敗,那就逃不過配偶的大口,注定要變成人家的營養來源。圖/Pixabay

相反地,如果成功彈出去了,那麼,你不但可以保命,也多了再次交配的機會。嘿,沒錯,牠們彈出去後還會再爬回來交配,再彈、再爬、再交配,就如此反反覆覆。(當然啦,有時也會在過程中不小心弄掉一些身體部位,比如一兩支步足。)

想要成功噴射,你需要一對強壯的步足!

至於為何隆背菲蛛能變成這樣的飛天小蜘蛛呢?秘密就藏在牠們的步足中。研究團隊發現,雄蛛們會將第一對步足抵在雌蛛身上,一旦交配完成,就用力蹬腳彈射出去。

根據實驗,科學家們發現這對步足可說是噴射與交配關鍵,少了一支都不行,只要沒有這對秘密武器,雄蛛只會停留在求偶階段,但不會真的跟雌蛛交配。但如果掉的是其他幾支腳,那可完全不會影響交配過程,還是能順利完成生育大計。

而這對秘密武器最強大的地方,其實是來自液壓;只要蜘蛛擠壓胸部的肌肉,便可以將其中的體液注入特定關節(tibia–metatarsus joint),透過液壓來伸直步足、產生彈力。

沒想到吧?為了在交配中保命,隆背菲蛛還得運用到流體力學,是不是很有趣呢?

參考資料:

Male spiders avoid sexual cannibalism with a catapult mechanism: Current Biology
These male spiders catapult away to avoid being cannibalized after sex
Watch These Male Spiders Jump Like Hell to Avoid Being Eaten After Sex
This Male Spider Catapults Itself Into the Air to Avoid Sexual Cannibalism | Science| Smithsonian Magazine
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Peggy Sha
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曾經是泛科的 S 編,來自可愛的教育系,是一位正努力成為科青的女子,永遠都想要知道更多新的事情,好奇心怎樣都不嫌多。