大象胡须的独特结构赋予它们内置的感知‘智能’

Source: Ars Technica

大象鼻子胡须与感知智能

大象的鼻子是一种奇妙的器官：在觅食时既能柔软弯曲、伸展，又能足够坚硬以抓取花生或玉米片等细小物体。这种多功能性源于鼻子的高度触觉灵敏度。科学家们已经确定，覆盖鼻子的胡须因其独特结构而对这种灵敏度至关重要，构成了一种先天的“材料智能”，这在《Science》上发表的新论文中有所阐述。

其他哺乳动物的胡须研究

正如先前报道所示，研究哺乳动物胡须（vibrissae）已有悠久历史。老鼠、猫、树松鼠、海牛、港海豹、水獭、鼬、鼩鼱、塔玛袋鼠、海狮和裸鼹鼠等都拥有惊人相似的基本胡须解剖结构，这一点在多项以往研究中得到证实。除其他潜在应用外，这类研究未来可能帮助科学家：

• 在机器人技术中构建人工胡须作为触觉传感器
• 更深入了解人类触觉

胡须的结构与功能

胡须的结构和功能远比想象的要复杂。以老鼠为例，它们大约有 30 根大胡须以及数十根较小的胡须，形成一个复杂的“扫描感知运动系统”，能够完成纹理分析、用于路径寻找的主动触觉、模式识别以及物体定位等多种任务——仅凭胡须在环境中扫描即可实现。

从技术层面看，胡须其实是毛发，由死亡的角蛋白细胞组成。决定其灵敏度的是它们所附着的结构。每根老鼠胡须都嵌入一个毛囊，毛囊与一个由多达 4,000 个密集神经元组成的“桶”相连。这些“桶”共同构成一个网格或阵列，形成拓扑的“地图”，向老鼠的大脑传递关于周围物体存在与运动的信息。这些桶相互连接，形成神经网络，提供多维度的线索。

老鼠的胡须还会在特定频率下共振；靠近鼻子的短胡须和位于后方的长胡须使老鼠能够通过探测周围环境创建一种“频率图谱”。