小時候,有誰不曾幻想過自己若有超能力,化身超級英雄拯救世界?身為記者,我當然對蜘蛛俠最有好感。但最近有科學研究報告指出,蜘蛛俠牛高馬大,若要在現實中爬牆,不止要有一雙43吋長腿、43吋長手,還加一對超大腳板。不過自然界中,真正的垂直攀爬皇者其實是壁虎,年前有仿生工程參考壁虎做過研究,希望有天能真正造出一雙壁虎手套,戴上就可直立爬行。試想想,若成事便可應用於要在城市中應付戰鬥的軍隊身上,於戰爭中搶佔有利高位,令作戰變得更靈活。
英國劍橋大學一班科學家去年12月發表一項研究報告,研究中觀察了225種爬行動物,包括昆蟲、爬蟲、兩棲、哺乳類動物。他們發現各種動物的體重和腳掌大小,原來成正比,各動物的腳掌總面積,加起來都是體重的七倍左右。體重越重,攀附在牆上所需的吸力就越要大,為了增加手掌腳掌與牆壁之間的吸附力,手掌腳掌亦越要大。一個成年男子要可以爬牆,腳掌大到要穿歐洲size 145號鞋(我們平時穿30幾至40幾)。科學家更發現,如果要有大手掌、大腳掌,就要有合比例地長的四肢,所以現實中的蜘蛛俠要各有一雙43吋長的手和腳,才合符比例。
不過人類始終不是蜘蛛,手掌、腳掌即使夠大,亦沒有吸附功能。若要對抗地心吸力,還有一個重要因素,就是身體要有四成地方可以黏貼,例如貼上「黏墊」,才可於於牆上垂直地自由爬動。有人就反駁,爬牆是否一定要靠黏貼?美國史丹福大學前年就曾成功做過一個人類爬牆的實驗。他們模仿壁虎黏附牆上的機制,實驗者是一個身高1.85米、重70公斤的的男人,成功用六步直立式地爬上高3.7米的牆,為時90秒。爬牆者每隻手都戴着一個吸盤,製造摩擦力,每個吸盤連接着24個小方磚,合共150平方厘米。
壁虎之所以能對抗地心吸力,攀爬得來去自如,是由於牠們的腳掌長滿了絨毛,絨毛與牆壁產生摩擦力,令牠們可吸附在平滑的表面上。因此要吸附在牆上,摩擦力很重要。即使沒有複雜的爬行機制,外國科學節目的主持人,亦曾試過將吸塵機的吸盤綁在手上,吸盤再懸繩索吊着雙腳,以吸盤製造摩擦力,對抗地心吸力,成功爬上高牆。
科學家至今仍然不斷研究爬行原理,認為可以應用在軍事科技上。既然蜘蛛俠不夠實際,參考壁虎爬行機制,變成壁虎人又是否可行?美國國防高級研究計劃局就曾以仿生學原理,用壁虎做靈感,造出有吸附功能的特殊合成布料。若有天這種布料真可造出一雙戴上就可直立爬行的壁虎手套,便可應用於要在城市中作戰的軍隊身上。戰爭中搶佔高位絕對有利,所以若壁虎手套有天真能成事,隊員們就可全副武裝搶佔高位,令作戰變得更安全和靈活。
記者:陳穎欣
參考資料:
1. “Extreme positive allometry of animal adhesive pads and the size limits of adhesion-based climbing” (David Labonte, Christofer J. Clemente, Alex Dittrich, Chi-Yun Kuo, Alfred J. Crosby,Duncan J. Irschick & Walter Federle) 2015 Dec 7
2. “Human climbing with efficiently scaled gecko-inspired dry adhesives” (Elliot W. Hawkes, Eric V. Eason, David L. Christensen and Mark R. Cutkosky) 2014 Oct 27
3. “What Could Possibly Go Wrong? ” - Wall Walking