科學家研究大象如何操縱空氣來協助吃喝

佐治亞理工學院新研究發現，大象擴張鼻孔是為了在它們的軀幹中創造更多空間，使它們能夠儲存多達9升的水 。它們還可以每秒吸食三升水，這一速度比人類打噴嚏快30倍，達到每秒150米/每小時330英里。

佐治亞理工學院的研究試圖更好地瞭解大象如何利用其軀幹來移動和操縱空氣、水、食物和其他物體。他們還試圖瞭解這些力學原理是否可以啓發創造更有效的機器人，利用空氣運動來保持和移動東西。雖然章魚使用噴水來移動，弓箭魚在水面上射水來捕捉昆蟲，但佐治亞理工學院的研究人員發現，大象是唯一能夠在陸地和水下使用吸力的動物。

這篇名為《大象的吸食》的論文發表在《皇家學會界面雜誌》上。研究人員表示，一頭大象每天要吃大約400磅的食物，但人們對它們如何利用它們的軀幹每天18小時撿拾輕量級的食物和水知之甚少。事實證明，它們的軀幹就像行李箱一樣，在必要時能夠膨脹。研究團隊與亞特蘭大動物園的獸醫合作，研究大象吃各種食物的情況。

為了瞭解更多關於吸力的信息，研究人員給大象一個玉米片，並測量施加的力。有時，大象壓住玉米片並吸氣，將玉米片懸掛在樹幹的頂端而不折斷。這類似於一個人把一張紙吸到嘴裏。其他時候，大象從遠處施加吸力，將玉米片吸引到其軀幹的邊緣。大象使用它的軀幹就像一把瑞士軍刀，它可以探測氣味並抓住東西。其他時候，它像吹葉機一樣把物體吹走，或者像真空吸塵器一樣把它們吸進去。

通過觀察大象從一個水族箱中吸入液體，該團隊能夠對持續時間進行計時，並測量體積。在短短1.5秒內，大象的軀幹吸走了3.7升水，相當於20個廁所同時沖水。與此同時，一個超聲波探頭被用來測量軀幹壁，看軀幹的內部肌肉如何工作。通過收縮這些肌肉，大象將其鼻孔擴張到30%。這降低了壁的厚度，使鼻腔容積擴大了64%，使大象可以儲存的水遠遠超過我們最初的估計。

根據所施加的壓力，該團隊認為，大象吸氣的速度與日本300英里/小時的子彈列車相當。這些獨特的特性在軟體機器人研發和保護工作中都有應用。通過研究軀幹肌肉運動背後的力學和物理學，研究人員可以應用吸力和抓力的組合物理機制，來尋找製造機器人的新方法。