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动物触觉

萌宠菠菠乐园
2024-11-08 09:24

如果有人用一根草或类似的东西，轻轻搔弄另一个人的脚底，那个人会觉得痒得无法抵受；然而当自己用同样的东西自己搔脚底时，却没有那样的感觉，这说明分布于表皮的神经，能区别这种不同。

在生活环境中，自动接触东西，与被东西接触，其间的不同，对于猫和鼠的髭须有极大的意义。所有正常的猫和鼠，脸两边都长有髭须。这些硬毛，并不是为了好看或威严，而是在生存上有其实用价值。髭须是用作触觉的助手。当眼睛和耳朵探索不到有用的情报，或眼耳在忙于侦查其它的细节时，髭须就负起了对近环境的感觉任务。 [1]

触觉的产生是生命进化过程中无比重大的事件。当多细胞的生命体变得越来越复杂的时候，生命体表面的一些细胞便开始拥有了特殊的功能。当外界的物体触及了它们，它们就立刻产生了化学反应。在细胞体内，一个分子将信号传递给另一个分子这样传递下去，终于有一些特定的分子产生了特定的化学反应链，由此而形成了特定的反应动作为生物感受本身特别是体表的机械接触（接触刺激）的感觉，由压力和牵引力作用触感受器而引起的。

当作为适宜刺激的外力持续作用或强力的及达到比较深层的情况下，则称之为压觉。若以神经放电的记录作明确区分时，对持续性刺激神经放电则称之为压觉，而非持续性的少量放电称之为触觉。压觉放电适应慢，触觉适应快。触觉从进化上认为比压觉更高，一般神经纤维的直径也较粗。这是一种在动物界广泛分布原始感觉，可诱发出身体收缩、蜷曲等简单非定位性运动反应（如：水螅和因子虫、犰狳）、全身僵直（假死与动物催眠）、身体的自切及变向无定位运动、接触倾斜性、负的接触趋性等各种防御反应；相反，具有向刺激部位作出反击习性动物也不少。许多动物对弱的触刺激显示正接触趋性，和向固体表面附着与潜入、穿孔等习性有关。伴有身体不动状态（接触趋性僵直）也有（如草履虫）。 [2]

静悄悄地走着的猫，把头伸进一个黑洞之中。它的髭须擦着洞壁，就使它感知了洞穴的大小。如果猫的髭须触着一只老鼠颤抖着的髭须。老鼠就知道事情不妙，不顾一切地跳到较大的隐匿之所去。 [1]

在混浊的水流里，鲶鱼也是靠着它嘴旁的肉质触须来探索食物和避免碰撞。龙虾在水下的缝隙中，伸出长长的触须，扩大它们的知觉领域。热带海洋的珊瑚礁周围，有一种红色条纹的小虾，经常保持三对触须在扫动。这些奶白色的像小鞭子一样的触须，比小虾的身体长两三倍还多。在水中扫动时，就仿佛黑夜探索天空的探照灯光流。 [1]

无论是海底洞穴或海底深渊，阳光从来照不到，动物对于四周环境的情况，就赖触须来探索。每一个土穴里的蟋蟀，都不停地轻轻摆动它那神奇的褐色触须；海洋深处有无数的小虾、蟹和乌贼，也伸出它们的触须，细长的腿和臂膀，以尽可能扩大它们侦察敌害的临近，或找寻食物的机会。 [1]

在咸水和淡水的世界中，有各种各样的水螅和水母，用它们细长得像鱼丝一样的触须，以钓取它们的食物。著名的僧帽水母可以顺风放出几十米长的“鱼线”于深水中。每一条“鱼线”上散播着许多特殊的网状细胞，能够射出麻醉液于小生物身上，使之束手受擒，毫无抵抗。 [1]

像花朵一样的海葵，当潮退把它们暴露于空气中时，它们点缀着岩石的海岸，只是伸出触须于水中，等候小蟹或小鱼游来，碰到它那伸得像花瓣一样的触须的柔软表面。这些动物也能区别自动接触与被接触之不同，鱼类触碰到它们就会被抓住。某些海葵骑着寄居于空贝壳内的寄居蟹四处遨游。当寄居蟹急速跃动时，海葵触须碰到水下的东西也很少收缩，但即使是一只虾或小鱼，轻轻擦过它的触须，就迅速被抓着吃掉。 [1]

世界上某些地区的鱼或海葵，其触觉表现出具有更精细的区别力。在红海中有一种鱼与一种海葵共同合作，这种鱼的大鱼，赶走了海葵的敌害，好像保护自己的家庭成员一样。这种海葵无意于捕捉这种鱼，纵然这种鱼吃了它所猎获的食物一大口，它也不捉它。然而，如果这种鱼被其他的东西推入海葵的触须中，海葵的感觉就不同了。它完全不知道这是它的“伙伴”，而把它当成敌害去刺它。如果它小到足可以吞下的话，也会把它吞吃掉。 [1]

许多昆虫都有各种各样的触角，有些昆虫能够迅速一触，就知道所触的东西是什么。蚂蚁潜行走近跳虫，一触就能知道是否可猎作食品，快到连人的眼睛也来不及看清楚。有此本领的几种不同的蚂蚁，似乎都是依靠上唇竖起的感觉毛。若这些毛接触到身体肥胖的跳虫，就掉头不顾而去；若接触到身体苗条的跳虫，就立即一口把它咬住。虽然这些跳虫随时准备一弹尾尖，疾跃而去，但仍快不过蚂蚁的动作。 [1]

2013年，英国布里斯托尔大学“互动与绘图”（BIG）项目组研究人员开发出一种系统，能让用户在一个交互界面上体验到多部位的触觉感受（多点触觉反馈），而无需碰触或拿着任何设备。这种系统将在10月11日召开的“世界人机界面创新大会”上亮相，相关论文将提交用户界面软件与技术（UIST）专题讨论会。

研究人员称，这种多点触控表面能让人们在公共场合轻松互动，人们不仅能感觉到显示屏上的内容，而且能在触摸前接受到看不见的信息。

“这种集成互动表面能让用户一边走路一边徒手操作。”论文作者之一、该校计算机科学系博士生汤姆·卡特说，“该系统在设计中使用了置于声波透射显示器下面的超声转换器阵列，使聚焦的超声波通过交互式表面投射出来，直接作用到用户手上，同时生成多个反馈点，并赋予它们不同的触觉属性，用户就能接到与他们行为相关的局部反馈。”

利用超声辐射力向用户发射触觉感受还是一门新技术。该研究提出了一种超触觉理论，即一种能在空中产生触觉反馈的系统设计。卡特解释说，在空中传播的超声波会产生不同的压力，如果许多超声波同时到达同一位置，就会在该点产生明显的压力变化。超声转换器阵列能对空中目标施加压力，通过屏幕投射出触觉感受，直接作用于用户手上。一系列超声转换器发出频率很高的超声波，当所有声波时间在同一位置会合，就在人体皮肤上造成了感觉。

经技术评估证明，该系统能在各个点产生反馈，超过人手所能感觉到的感知阈值。显示面必须能透射40千赫的超声波。根据来自两位用户的研究结果显示，不同性质的触觉反馈点分辨率很高，不同小范围的触觉能明显区分开来，用户经过训练就能识别出不同性质的触觉。

研究人员还探索了可能让超触觉大展身手的3个新领域：空中手势指令、触觉信息层和可视化限制显示器，并为每个领域编写了应用程序。 [3]