基于CPG控制的双髻鲨仿生机器人设计与实验研究

随着人类对自然的探索越来越深入,新型水下航行器的需求与日俱增,仿生机器人因其特殊的推进方式和高效的推进效率而受到越来越多的关注,而传统的仿生鱼类仅模拟了流线型外壳,少有提及仿生对象本身结构对于仿生性能的影响,本文提出了一种基于中央模式发生器(CPG)的类双髻鲨仿生机器人.以鱼类基本运动形态为基础,将鱼身抽象为关节连杆结构,建立了三关节四连杆的仿生机器鱼模型并进行了仿真计算.根据步态规律预估了其运动性能,随后通过实验验证了可行性.本仿生鱼旨在以简单的机械结构和较低的控制成本,实现对双髻鲨的最大限度模拟,得益于良好的仿生结构,中央模式发生器的引入,以及柔性硅胶材料在鱼身的应用,此机器人拥有体型小,控制简单,地形适应能力强,能量利用率高等特点,与传统水下推进器相比噪音更小,环境适应能力更强,在科研、农业等行业均具有广泛的应用前景,如野外勘测,水下救援,水域巡逻等.

响应面法优化双髻鲨(Sphyrna zygaena)肌肉盐溶蛋白的提取和凝胶形成条件

采用响应面分析法,以双髻鲨肉盐溶蛋白凝胶保水性为依据,对盐溶蛋白的提取和凝胶形成条件NaCl浓度、pH和低温加热时间进行优化。结果表明:(1)根据中心组合试验设计,采用三因素三水平的响应面分析法,建立了双髻鲨肉盐溶蛋白凝胶保水性与其提取条件的数学模型:保水性(%)=65.440+10.868X1+1.835X2-0.502X3-4.647X12+0.121X1X2-0.415X1X3-0.856X22+0.487X2X3-1.789X32,其中NaCl浓度和pH对双髻鲨肉盐溶蛋白凝胶的保水性影响极其显著,低温加热时间对保水性影响不显著;(2)在分析各因素显著性及其交互作用的基础上,得出盐溶蛋白提取和凝胶形成的适宜条件为:NaCl浓度为0.90mol/L,提取溶液的pH=7.0,低温加热时间为35min,此时盐溶蛋白凝胶的保水性达到72%,与模型预测值基本相符。

中国近海路氏双髻鲨群体线粒体DNA控制区序列比较分析

采用线粒体DNA控制区序列比较分析了路氏双髻鲨日照和霞浦群体的遗传结构及遗传多样性现状。研究结果显示:在长度为548 bp的mtDNA控制区序列上,34尾路氏双髻鲨个体仅检测到5个单倍型,两群体均呈现出较低的遗传多样性水平,日照群体的单倍型多样度(h)、核苷酸多样度(π)以及两两序列比较的平均碱基差异数(p)(h=0.6000±0.1305;π=0.0046±0.0031;p=2.5333±1.4856)略高于霞浦群体(h=0.5109±0.0955;π=0.0024±0.0017;p=1.2899±0.8373);邻接关系树显示,5个单倍型明显分为两支,净遗传距离为0.016;群体遗传分化指数为Fst=-0.047(P=0.914),表明两群体之间不存在显著差异,确切P检验结果也表明两群体存在随机交配现象(P=0.731);核苷酸不配对分布呈双峰类型,其中一个峰对应类群内序列差异,另外一个峰对应两个类群序列间差异。研究表明,路氏双髻鲨较小的有效群体导致了较低的遗传多样性,其资源状况已不容乐观。

路氏双髻鲨的种群统计分析

根据路氏双髻鲨Sphyrnalewini的平均性成熟年龄tα=5a、寿命tλ=15a、平均出生率b=6·4·a-1和自然死亡系数M=0·279·a-1,估算在未开发状态下的内在瞬时增长率r0=0·265·a-1、世代生殖率R0=6·212、世代间期G=7·571a和种群倍增时间tx2=2·616a;探讨了M对r0等种群统计参数的影响;估算了不同开捕年龄tC时的临界捕捞死亡系数FC,拟合了FC和tC的关系式,证明FC随开捕年龄的增加而增加。当tC>5a,种群不会因捕捞而减少。

青岛近海路氏双髻鲨群体遗传学分析

研究采集了青岛近海23尾路氏双髻鲨(Sphyrna lewini),通过线粒体DNA控制区片段对其遗传多样性进行分析。研究结果显示:在23个个体的控制区序列上存在13个变异位点,未检测到插入/缺失位点;检测到7个单倍型,其中3个为个体共享单倍型(Hap1、Hap3和Hap5),4个为个体独有单倍型;青岛近海路氏双髻鲨呈现中等水平的单倍型多样度和较低的核苷酸多样度;与已报道的日照、霞浦群体间的遗传分化指数Fst值分别为–0.0571和–0.0328,表明青岛群体与其他两个群体间不存在显著差异。以Sphyrna zygaena为外群构建NJ系统树显示本研究中7个单倍型共分成两支,分别与来自太平洋、印度洋的单倍型类群聚类。中国近海的路氏双髻鲨作为一个具有较低遗传多样性的濒危物种,其资源保护更应该引起足够的重视。

仿双髻鲨头部的仿生机器鱼外型设计及其流场特性

近年来对海洋资源的开发利用成为了社会的研究热点,推动了国内外学者关于水下航行器各方面的研究工作.其中航行器的外形设计是研究中较为重要的一部分,直接影响其在水中行进时所表现流体性能的优劣.自然界中存在的各种鱼类以其阻力性能好等优点吸引了科研工作者广泛关注.为设计流体性能较好的航行器壳体外形,本文将目光放在了双髻鲨身上,它的头部就像一个水中翼,帮助其在海洋中灵活的游动.本文以其为仿生的对象,首先建立模型分析了3种不同双髻鲨的头部减阻效果,选定锤头双髻鲨的生物形体特征作为壳体外形特征曲线,并结合工程实际设计了一种仿生机器鱼外形,应用Ansys Mosaic技术建立三维流场结构化网格模型,对其进行Fluent仿真.随后与目前主流的翼型壳体外形和回转体航行器外形进行对比,重点研究其减阻性能.通过仿真分析得出,与上述两种常见的水下航行器相比,仿双髻鲨模型在定常流场中表现出更优秀的流体性能.本文还探究仿双髻鲨模型周围流场的特性,对于减少航行器对周围流场干扰方面和改善航行器隐蔽性方面的研究有一定的指导意义,同时也为水下航行器的设计提供新的方向.

悲情的“双髻鲨”兄弟

也许“以貌取人”对于人类之间只是几秒的窘迫，有时候却足以要了某些动物的性命。 “嘿，小子，好久不见啊!” “……你是？” “啊，对不起认错了，你们实在是太像了……”对于大多数人来说，生活中恐怕都会有过这样的经历。当你从背后猛拍“兄弟”的肩膀，或是远远地冲一个“哥们”用只有你们自己听得懂的话打招呼时，忽然发现完全认错了人，其中的尴尬不言自明。“以貌取人”虽然是个贬义词，但却不可避免地发生在日常生活当中。确实，如果“眼见”都不能“为实”，还让我们如何去辨别事物呢？毕竟人类没有狗那样灵敏的鼻子、海豚的“声呐系统”、独角鲸那样独特的长角，更没有鲨鱼收集数据的电流侧线。

卫星标记的双髻鲨在厄尔尼诺年份里提供了新的发现

世界上第一尾进行了卫星跟踪标记的双髻鲨出现在加利福尼亚南部海岸。自卫星标记起,这条鲨鱼已经在海洋中游弋了超过1 000英里,曾经到访过墨西哥,如今又游了回来。NOAA的渔业科学家们两个月前在神克利门蒂岛附近对其进行了卫星标记并放流。这条目前在加利福尼亚凡吐拉市附近的双髻鲨让人们重新认识了鲨鱼为觅食鱿鱼和其他鱼类所洄游的距离。

神秘怪异的双髻鲨

双髻鲨,鱼纲,体呈纺锤形,头的前部向两侧突出,呈锤状;眼圆形,位于锤部的两端。其生性凶猛,并因其头部前沿怪异的伸展而引入瞩目。双髻鲨行为诡谲,在海里来无影去无踪,令人悚然。从进化角度看,它在双线鲽科中还相当年轻。

双髻鲨:梳“丫髻”的顶级掠食者

双髻鲨：其实我也可以很温柔 在人们的印象中,双髻鲨是危险的鲨鱼,几乎每年都有它们伤人的消息。不过,这只是双髻鲨在受到惊吓时的极端行为。阿莫斯和他的团队以亲身经历,向人们证明了只要不挑衅双髻鲨,它们是不会主动伤人的。阿莫斯是一位来自以色列的资深摄影师,有着丰富的野生动物拍摄经验。他与团队在巴哈马比米尼群岛附近的海域探险时,曾经与一群双髻鲨和平相处了4个多小时,拍下了许多珍贵视频。他所经历的最惊险的一刻,是一条超过4米的双髻鲨张开大嘴气势汹汹地冲过来。

窄头双髻鲨:首个已被确认的杂食性鲨鱼

美国加州大学的研究人员发现：窄头双髻鲨不仅会食用大量的海草，而且其中至少有一半的海草能被它们的肠道完全消化、吸收。实验过程中，研究人员们用90％的海草和10％的鱿鱼来饲养这种生活在美洲海岸浅水海草床的窄头双髻鲨。

吻沟双髻鲨的单亲家庭

内布拉斯加动物园中的一条雌性吻沟双髻鲨没有经过交配就产下了一条幼鲨，成为了动物界单性繁殖物种的新成员。尽管此类现象在硬骨鱼类、两栖类、爬行类和鸟类中已有先例，但在鲨鱼家族中还是首例。科学家对这条鲨鱼进行了深入的研究，确认了这的确是一种单性繁殖现象：在新生幼鲨的体内，人们并没有发现任何来自父亲的DNA信息。

双髻鲨为啥长这样?

双髻鲨的脑袋形状就像一把铁锤的锤头。你可能会问:这样的脑袋有什么好处?它们又是怎样长出这种脑袋的?

双髻、蛾眉与成人:“美”字字形演变与本义新考

“美”是美学的核心范畴之一,对其进行字源学追溯是中国美学研究亟待完成的工作。据卜辞“美”字涵义、考古学与文化史等多方面证据可合理推断,“美”字造字理据为:以桑木为社树的东夷、商人成年梳模拟蚕蛾之触须的发式,作为年龄与族属身份标记,“美”字是对此的象形与会意。“美”在成人。这通过论证“美”字字形演变脉络能得到充分印证。“美”字甲骨文两组字形勾联的枢纽是蛾眉状双髻。第一组字形向第二组演化,既跟发式简化有关,又是“变形音化”的结果——“美”与“芈”形近音通,故其本为形符的上部构形被改造为“芈”作声符,造成“美”与“羊”趋近,埋下了美字上部伪变为“羊”的伏笔。美字金文是对甲骨文两组字形的承继与变异,延续不变的是对会意“成人”的蛾眉状双髻的强调。

双髻鲨、云头鲨、黄昏鲨--龙宫稚婢，头挽双譬

《海错图》中有三种头如斧子的鲨鱼，现实中真的有鲨鱼和它们一一对应吗？有，也没有。

听双髻鲨妈妈讲故事

眼睛双髻鲨的两只眼睛分别长在脑袋的两端,所以它不转动头部的话是看不见正前方的。但是只要"手动"摇晃脑袋,它们便能拥有360°全方位视野,还能精确判断猎物与它们之间的距离。鼻孔双髻鲨对气味很敏感,在跟踪气味的时候会左右摇摆着移动,哪一侧鼻孔闻到的气味更强烈就游向哪一侧。这意味着锤形脑袋让它们的鼻孔可以定位更准。

对不起,我真的不知道

一、案例背景 作为教师,我们早已习惯了传道、授业、解惑。我们总是认为在学生面前,应该是无所不知,知识权威的代表者。在课堂上努力塑造自己知识渊博的形象,即使偶尔遇到自己回答不上来的问题,也会用＂这个问题我想留给在座的同学们,我们等下一节课再来回答＂的方式顾全自己的面子,课后再拼命翻书找答案。

脊椎动物的单性生殖

2001年：产下“无父基因”幼鲨近年来，在鲨鱼中多次发现的单性生殖现象，令科学家们感到不可思议。1999年，人们在美国的佛罗里达海岸捕获了3条出生不久的雌性双髻鲨。随后，它们住进了美国内布拉斯加州的亨利·多勒动物园的水族馆里。在一个水池内，它们度过了3年时光，期间未曾接触任何雄性同类。

国际贸易组织投票通过5种鲨鱼被限制贸易

日前，在于泰国曼谷闭幕的濒危野生动植物种国际贸易公约（CITES）第十六届缔约方大会上，投票通过了对长鳍真鲨、路氏双髻鲨、无沟双髻鲨、锤头双髻鲨和鼠鲨5种鲨鱼的贸易禁令，旨在避免这些濒危鲨鱼走向灭绝。这5种鲨鱼被列入CITES附录Ⅱ。按照公约规定，对这5种鲨鱼进行贸易，必须事先向CITES提供其资源利用的可持续性，以及合法捕获的证明，并得到CITES的批准。之前，软骨鱼（包括鲨鱼和鳐鱼等）中只有姥鲨和大白鲨被列入CITES附录Ⅱ。最近一项研究表明，每年约有1亿条鲨鱼被捕杀，导致保护鲨鱼的呼声高涨。

全球旅游者评出十大最美海岛

阳光,沙滩,碧蓝的海水,婆娑的绿树,以海鲜为代表的各种美食……海岛,总是让人神往的度假胜地。暑期,又到度假季节,让我们来看看旅游网站到到网(TripAdvisor)一年一度由读者评选出的最美海岛。评选的主要参考因素是在限定的12个月期间各岛获得较高评价的酒店、餐馆以及风景名胜的数量。在今年的评选中,位于加勒比海的中美洲国家伯利兹的安伯格里斯岛(Ambergris Caye)连续第二年被评为"世界上最美的海岛"。