海马的方形尾巴有很好的抓握能力，与圆形相比更强壮、更坚硬，也更容易抵抗外界的挤压和扭曲。尾巴通常由36块类方段组成，每一段由4个L型骨块拼成，这些骨块沿着尾巴向下方向逐渐缩小，骨板可以自由滑动和旋转。旋转关节与球窝关节类似，有3个旋转自由度。

滑动关节保证了骨板间的来回滑动。骨板通过缔结组织胶原层脊椎相连接。骨板之间的关节相当灵活，有将近6个自由度。

Porter教授认为，如果强化其中某一特性，会削弱至少一种其他特性。他和其他的研究人员研究发现，当方形骨板受到冲击时只会在一个自由度上发生滑动，而圆形骨板则会同时发生滑动和旋转。因此方形骨板会在永久损伤前吸收大部分冲击能量。

研究团队尝试了各种方法，包括3D打印技术在内，来制作海马尾巴模型。同时还制造了圆形尾巴模型来进行对比试验。

经过3D打印模型的测试对比，海马的方尾结构受力扭曲时骨板相互牵制，极大地限制了其运动范围，并能快速容易地反弹回自然形状。据推测，这能更好地保护海马，抵抗外界伤害。

而圆尾模型很容易发生扭曲，因此需要更多的能量来回复其自然形态。而且方尾结构与外界有更多的接触点，可以更好地弯曲抓握住可见物体。

此外，研究者将3D打印组件进行压缩，并将其对于压缩变形情况，与没有任何组件的固体结构3D打印模型（由圆形和正方形结构交联而成）相比，发现海马尾部的接头处正好精确地落在后者严重损坏的部位。正是这一点，可以大大减少外界能量造成的冲击影响。

除此之外，在所有的破坏实验中，正方形模型所表现出来的抗损坏性能都超过圆形模型，甚至直到方形组件掉落也没有改变其大体形状。然而，随着压力的增大，圆形模型被挤压开，它的性质有圆形变成了椭圆形。这是具有重大意义，因为海马的主要天敌是水鸟类，它使用自己的嘴来捕获和摧毁他们的猎物。

此外，Porter教授正在研究如何把这种来自生物的灵感用于实际。可以用于军事机械臂的设计制造或者简化结构研发医用导管，潜力无限。这项研究成果会为未来的医疗设备和机器人开发造桥铺路！


来源: 材料人网