皮纳斯给人类工程师带来的启示

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zzjeff @ 2016.04.24 , 10:30

14 皮纳斯给人类工程师带来的启示

(Reuters)

有人说,皮纳斯是地球生命进化中的一个奇迹。它在哺乳动物、龟鳖目动物和主龙类动物等不同生物的身体上独立演化出来。在准备体内受精之前,它必须极大地改变自己的机械功能,从一个用于排尿的松弛结构变为一个用于交媾的坚硬结构。

马萨诸塞大学研究助理教授Diane Kelly已潜心钻研皮纳斯二十余年。她目前正在研究羊膜动物(含包括人类在内的四足脊椎动物、鸟类和大部分爬行动物等)“菲勒斯的演化与形态”。

菲勒斯(拉丁语:phallus)指的是男性生殖器,特别是勃起后的男性生殖器。Kelly在她2012年的TED talk中表示,菲勒斯对人类的科学技术发展有着极大的启示。

(TED Talk)

15世纪达芬奇绘制出人体解剖图,使我们对皮纳斯有了初步的了解。到了17世纪,荷兰解剖学家Regnier de Graaf的学生Frederik Ruysch依据尸体解剖造出了蜡质阴茎模型,展现其复杂的液压结构,证伪了当时盛行的“空气导致勃起”理论。

现在我们知道,收到来自大脑的神经传动后,两条阴茎海绵体舒张,血液涌入并被固定在其中。此时尿道海绵体不膨胀,让精液得以顺利通过。完事之后,血液逐渐流出这片区域。

在某种程度上,皮纳斯与某些动物身上的水骨骼有相似的特征。蚯蚓和海葵可以通过转移体腔内的体液来调整软硬程度。但既然蚯蚓可以蜷缩,皮纳斯也能扭转,菲勒斯却为何不可弯折?

(Getty Images)

奥秘在于胶原蛋白。动物水骨骼中的胶原蛋白纤维为螺旋状排列。但阴茎白膜上的这些纤维的排列互相垂直:有的沿着皮纳斯的长度伸展,有的则环绕着皮纳斯。所以皮纳斯无法侧向弯折。

而且环绕皮纳斯的纤维的拉应力约为其余纤维的两倍。这么一来,充血时皮纳斯宽度基本不变,不会鼓成圆球。

(SpaceX)

作为仿生学研究的一部分,皮纳斯的结构对医学应用,以及假肢、软体机器人等需要改边形状和硬度的工程设计有着极大的意义。仿生学创意百科Ask Nature已将皮纳斯列为“液压活动带来结构刚性”的范例。

硅谷公司Otherlab刚刚推出了“全液体膜基机器人Pneubotics”。公司主管表示,是皮纳斯的抗弯曲特性开导了他们。他们专门计算了密闭舱纤维之间的防扭曲夹角,赋予了机器人极轻的重量和极高的强度。

工程师们还应比较人类皮纳斯与动物皮纳斯之间的异同。大多数哺乳动物有阴茎骨。鳄目动物的泄殖腔内有根永远挺立着的菲勒斯,需要交配的时候才伸展出来。可以这么说,随着研究的推进,男性生殖器官对实际生活的影响将远超我们原先的想象。

[zzjeff via The Atlantic]

4.9

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zzjeff @ 2016.04.24 , 10:30

14 皮纳斯给人类工程师带来的启示

(Reuters)

有人说,皮纳斯是地球生命进化中的一个奇迹。它在哺乳动物、龟鳖目动物和主龙类动物等不同生物的身体上独立演化出来。在准备体内受精之前,它必须极大地改变自己的机械功能,从一个用于排尿的松弛结构变为一个用于交媾的坚硬结构。

马萨诸塞大学研究助理教授Diane Kelly已潜心钻研皮纳斯二十余年。她目前正在研究羊膜动物(含包括人类在内的四足脊椎动物、鸟类和大部分爬行动物等)“菲勒斯的演化与形态”。

菲勒斯(拉丁语:phallus)指的是男性生殖器,特别是勃起后的男性生殖器。Kelly在她2012年的TED talk中表示,菲勒斯对人类的科学技术发展有着极大的启示。

(TED Talk)

15世纪达芬奇绘制出人体解剖图,使我们对皮纳斯有了初步的了解。到了17世纪,荷兰解剖学家Regnier de Graaf的学生Frederik Ruysch依据尸体解剖造出了蜡质阴茎模型,展现其复杂的液压结构,证伪了当时盛行的“空气导致勃起”理论。

现在我们知道,收到来自大脑的神经传动后,两条阴茎海绵体舒张,血液涌入并被固定在其中。此时尿道海绵体不膨胀,让精液得以顺利通过。完事之后,血液逐渐流出这片区域。

在某种程度上,皮纳斯与某些动物身上的水骨骼有相似的特征。蚯蚓和海葵可以通过转移体腔内的体液来调整软硬程度。但既然蚯蚓可以蜷缩,皮纳斯也能扭转,菲勒斯却为何不可弯折?

(Getty Images)

奥秘在于胶原蛋白。动物水骨骼中的胶原蛋白纤维为螺旋状排列。但阴茎白膜上的这些纤维的排列互相垂直:有的沿着皮纳斯的长度伸展,有的则环绕着皮纳斯。所以皮纳斯无法侧向弯折。

而且环绕皮纳斯的纤维的拉应力约为其余纤维的两倍。这么一来,充血时皮纳斯宽度基本不变,不会鼓成圆球。

(SpaceX)

作为仿生学研究的一部分,皮纳斯的结构对医学应用,以及假肢、软体机器人等需要改边形状和硬度的工程设计有着极大的意义。仿生学创意百科Ask Nature已将皮纳斯列为“液压活动带来结构刚性”的范例。

硅谷公司Otherlab刚刚推出了“全液体膜基机器人Pneubotics”。公司主管表示,是皮纳斯的抗弯曲特性开导了他们。他们专门计算了密闭舱纤维之间的防扭曲夹角,赋予了机器人极轻的重量和极高的强度。

工程师们还应比较人类皮纳斯与动物皮纳斯之间的异同。大多数哺乳动物有阴茎骨。鳄目动物的泄殖腔内有根永远挺立着的菲勒斯,需要交配的时候才伸展出来。可以这么说,随着研究的推进,男性生殖器官对实际生活的影响将远超我们原先的想象。

[zzjeff via The Atlantic]

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