投稿|“拯救”宇宙的响指,灭霸根本打不出来

文 | 学术头条 , 作者 | 吴婷婷 , 编辑 | 寇建超
“啪!”
在漫威电影《复仇者联盟》中 , 大反派 boss 灭霸打一个响指 , 就能让地球上一半的人类消失 。
那只嵌满宝石的无限手套 , 充满了神秘力量 。
投稿|“拯救”宇宙的响指,灭霸根本打不出来
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然而 , 褪去电影的奇幻色彩 , 戴着金属手套的灭霸 , 真能打出响指吗?
近日 , 来自佐治亚理工学院的科研团队及其合作者给出了答案——金属材质的无限手套可能恰恰让灭霸打不了这个响指!
他们从这一问题中得到灵感 , 在认真研究“打响指”背后的物理学机制后发现 , 打响指时人体会产生目前发现的最高加速度 。
研究人员表示 , 这项研究成果可能对提高假肢仿真设计有所帮助 , 尤其是在模仿人类手的广泛功能方面 , 还可能提高各类机器人系统的操纵能力 。
相关研究论文以“The ultrafast snap of a finger is mediated by skin friction”为题 , 已发表在科学期刊《英国皇家学会界面杂志》(Journal of The Royal Society Interface)上 。
为什么这么说?在本次研究中 , 佐治亚理工学院化学与生物分子工程学院助理教授 Saad Bhamla 组建了一个专门研究“打响指”的小组 。
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在看到电影中灭霸戴着金属手套打出响指时 , 他们产生质疑:
在裸手打响指时 , 可能是皮肤摩擦起着重要作用 , 而由于金属手套的摩擦特性 , 灭霸可能根本打不了响指 。

首先 , 他们进行实验 , 使用高速成像、自动图像处理和动态力传感器 , 分析了各种打响指的情况 。受试者在分别戴上橡胶指套、金属指套、涂上润滑剂等情况下开始打响指 , 并测试出每种情况下的摩擦影响、旋转速度和旋转加速度 。
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图|手指被润滑的橡胶指套(红色)、丁腈橡胶(绿色)、乳胶橡胶(紫色)和金属指套(蓝色)覆盖时 , 摩擦力和速度对比情况(来源:论文)
 
结果显示 , 在戴着金属指套的情况下 , 所测得的摩擦力最小 , 最大旋转速度也没有裸手时的速度高 。
也就是说 , 灭霸戴着他的无限手套根本打不出响指!

他们认为 , 潜在的原因可能在于 , 金属套管覆盖指尖后 , 打响指时手指的接触面积减少了 , 从而导致加速度降低 。
“皮肤的压缩使系统具有更强的容错能力 , ”论文作者之一 Challita 说 , “减少皮肤的可压缩性和摩擦力 , 会让你更难在手指中建立足够的力量来打响指 。”
那么 , 另一个问题来了 , 是不是摩擦越大打响指就越容易呢?其实 , 答案是否定的 。
从上图可以看出 , 增大指尖与橡胶覆盖物的摩擦 , 也会降低响指速度和旋转加速度 。

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