我们对蜘蛛最了解的是它们安静、八条腿的怪物，它们潜伏在周围，用网和毒液捕获猎物。但超过 45 万种蛛形纲动物中，有 13% 可以像八条腿的老虎一样，或者像打了兴奋剂的阿拉戈克之子一样，积极地追踪猎物并猛扑过去。
尽管这很可怕，但这些蜘蛛跳跃的方式值得研究。它们可以从静止状态跳出身体长度的六倍的距离（人类只能达到自身长度的 1.5 倍），并将自身重量的五倍带入空中。将这些生理奇迹转化为工程策略，可能会彻底改变我们建造和部署的机器人类型——尽管希望它们不会扑向人类猎物。
英国曼彻斯特大学的一组研究人员进行了一项研究，训练了一只名叫金姆的王跳蛛（Phidippus regius）在各种距离的平台障碍赛道上跳跃，同时用超高速摄像机拍摄跳跃的画面。这项新发现于周二发表在《科学报告》杂志上，详细介绍了该物种和其他物种进行超长距离、精准跳跃的机制。
曼彻斯特大学古生物学家、新论文的合著者罗素·加伍德 (Russell Garwood) 表示：“我们对该物种的主要发现是，短距离跳跃倾向于使用低角度轨迹，以最大限度地缩短飞行时间。”这类跳跃，跨度约 30 毫米，速度更快，并且将速度和精度置于其他要求之上。
与此同时，长距离跳跃（距离最长可达 60 毫米）使用更陡的起跳角度来优化飞行时间和让蜘蛛能够旅行更远的距离，但同时也最大限度地减少了能量的消耗。加伍德说：“因此，动物跳跃的动力学似乎取决于跳跃的性质。”
与其他蛛形纲动物和节肢动物相比，跳蛛拥有非常敏锐的视觉，前面有四只大眼睛，头顶上有四只小眼睛。这种视觉可能使蜘蛛能够估算距离并确定进行（大或小）跳跃所需的正确时间和角度。但这并不意味着这些蜘蛛能看得远。金姆 60 毫米跳跃的上限是她自己设定的——她拒绝尝试超过那个距离的距离——这很可能不是因为她无法达到那个距离（她经常跳过长距离），而是因为她的视力让她失望了。
研究人员从当地宠物店购买了几只王跳蛛，希望训练它们，但只有这只名叫金姆、体重 150 毫克、体长 15 毫米的小家伙愿意满足这些要求。加伍德说：“坦白说，我认为我们很大程度上是靠运气克服了这一点的。我们不得不非常努力地工作，才能捕捉到我们在相机上捕捉到的跳跃。”
研究人员注意到，王跳蛛似乎利用了急性肌肉收缩来完成跳跃，而不是像许多其他节肢动物那样使用弹射装置一样的能量储存机制。
加伍德说：“我们希望通过这项研究确定的关键是，该物种是否在跳跃中除了肌肉外还使用了液压。”蜘蛛利用血淋巴压力（血淋巴基本上是蛛形纲动物的血液）来伸展它们的腿，最初人们认为液压与腿部肌肉的纯粹力量协同作用，使王跳蛛不仅能进行横向或下降跳跃，还能进行上升跳跃。
加伍德说：“不幸的是，我们无法确切地弄清楚这一点。”根据对跳跃的观察和通过 3D CT 扫描收集的腿部生理数据，研究人员发现仅凭腿部肌肉质量提供的力量就应该能够实现跳跃。由血淋巴产生的液压可能会在蜘蛛跳跃时提供助力，但它不是必需的。“我们希望未来的研究能进一步阐明这一点。”
如果跳跃的物理原理能够在飞行或跳跃机器人上复制，它就可以帮助解决困扰大多数机器人使其停留在地面的生物力学限制——即在保持机器人轻巧和赋予其跳跃到空中大距离的能力之间取得平衡——并可能带来微型机器人新时代。事实上，研究团队利用金姆的 3D CT 扫描来建造一个带有跳跃机制的蜘蛛腿和身体结构的比例模型。不幸的是，它在实际跳跃测试中失败了。事实证明，我们在开发在这个尺度上能够顺畅运行的电子产品方面仍然很糟糕，我们需要更多的数据来阐明蜘蛛和其他小型生物在跳跃和移动时如何控制它们所施加的力。
如果世界有一天被一群小型、跳跃的类蜘蛛机器人淹没，你就知道这是催生那种末日景象的关键研究项目之一。
注意：本文的先前版本错误地指出该蜘蛛重 150 克。它实际上重 150 毫克。我们对错误表示遗憾，并为造成的噩梦道歉。
