蜥蜴在跳跃时会通过摆动上下调整尾巴和身体的角度,还能让宝宝玩得开心

仿生学是一门模仿生物的特殊本领,利用生物的机构和功能原理来研制机器及各种新技术的科学。研究人员日前正是从现代蜥蜴和已经灭绝的史前恐龙那获得启示,通过“尾巴”来维持机器人平衡。

爸爸妈妈都知道,玩具店里的玩具大多数都贵得吓人,而且那些专业玩具和电动玩具到了宝宝手里一转眼就拆得七零八落,全家上下齐心疼。玩具非得到商店里买吗?宝宝非得玩“专业玩具”吗?
不一定。

本期达人 Kent

刚开始在机器人身上所添加的尾巴效果并不明显,因为当时我们对蜥蜴和恐龙在跳跃和空中滑落时尾巴的作用想的过于简单了。

对2岁宝宝而言,玩具是否专业他无所谓,好玩最重要。专家说,只要是宝宝喜欢的,安全的,能启发他动手动脑的,都是好玩具。这里,推荐12个适合2岁宝宝的“非专业”玩具,它们既省钱,还能让宝宝玩得开心。

铁甲人、变形金刚芭比娃娃、装甲坦克车……玩具店橱窗里那些又酷又帅气的模型玩具,承载了多少人童年时代的小梦想。在林海翔心中,做模型始终是一件“很热血”的事情,因为不仅可以实现自己天马行空的想象,更可以一步一步地靠近从孩提时就已经萌芽的梦想。

加州大学伯克利分校生物学教授Robert J.
Full介绍道:“蜥蜴在跳跃时会通过摆动上下调整尾巴和身体的角度,控制身体旋转并保持平衡。借助蜥蜴尾巴的灵感,将有助于我们设计更强大的搜寻机器人,以及在危急时刻能更快速的排除生化及核武器的威胁。”

■ 冰块

文/图 张颖妍

在电影《侏罗纪公园》里,有一种叫迅猛龙的史前动物也是利用它们的尾巴来作为平衡装置,而且因为它们拥有更强壮的肌肉,它们的尾巴在控制身体平衡的能力上可能要比蜥蜴更高效。

1.
把冰块放在温水里,观察冰块在温水里是怎样慢慢融化的。宝宝用手把玩、拨弄冰块,很快就会知道什么是“冰冷”,什么是“温暖”,能很具体地理解两者的差异。

一发不可收拾的热爱

能在生物学和工程学之间进行跨学科的交流令Full教授十分兴奋,研究文章的第一作者就是机械工程专业的研究生Thomas
Libby,研究团队中不同学科背景的科研人员在此研究中能够进行很好的交流和合作。

2.
做冰块前在冰格里滴几点蓝墨水,制成蓝色的冰块。蓝冰块在水里融化时能看到蓝墨水慢慢化开,变幻飘浮,奇妙诱人。做冰块前在水里加入多种水彩颜料,宝宝能看到各种颜色互相交融。

林海翔与玩具模型的缘分,可以追溯到小学。那时候父亲第一次出国带回来两盒田宫模型,林海翔视若珍宝,并且立刻拿起剪刀加指甲刀进行制作。“由于什么也不懂,做出来的模型也差强人意。”回想起第一次模型制作,林海翔用“悲催”来形容。不过,自此他与玩具模型结下了缘分。

哈佛大学生物与进化系的研究生Talia
Moore则说道:“这是一件很具有原创性的研究,它基于大量的实验室工作,同时还告诉我们生物学和工程学是可以相互合作,并取得可喜成绩的。”

等冰块融化后,问问宝宝,冰块到哪里去了?

上美院中专后,林海翔又迷上了机器人动画,买了第一个机器人模型,而且是国产山寨版的。然而劣质的山寨模型让他大感失望,却点燃了他希望中国也能做出媲美国外玩具模型的决心。

Full从事研究工作已有20年的历史,他的研究工作包括揭示壁虎脚趾上的刚毛如何帮助它们在垂直光滑的表面攀爬,到现在寻找它们如何在滑行和空中跳跃时如何利用尾巴来保持身体平衡。该项研究也同时证明了40年前的理论假设,双足行走的兽脚类恐龙在跑动、躲避障碍、追捕猎物时尾巴是它们主要的平衡器官。

■ 面团

出于对模型的热爱,林海翔与志同道合者组织了热炽模型俱乐部。“大部分会员都是学生,因为对模型爱好而聚到一起。”林海翔说,那时候他们租了间小课室,用手写海报、课桌做展台就组织了热炽俱乐部的第一次模型交流赛。没想到,俱乐部的模型交流赛影响力逐渐扩大,居然成为每年一次的常规赛事,而俱乐部组织的原创模型玩具展更成为了民间组织中最大型的综合模型展会。

迅猛龙虽然已经灭绝,但我们可以通过研究它们现代的近亲蜥蜴来了解它们尾巴的功能。Full研究团队利用多台高速摄像机以及动画捕捉器,记录了一种名叫红头非洲飞龙蜥蜴如何在不同平台间跳跃或滑落过程中利用尾巴来控制身体旋转,维持身体平衡的。

面团不起眼,却是很环保很安全的“启智”玩具,它能让宝宝随意地握、挤、捏、揉、敲。玩面团时,宝宝能得到同时使用双手的机会,如做搓、揉等动作;而敲、捏等动作需要交替使用双手。

天马行空的“造物”乐趣

研究人员还据此建立了相关的数学模型,在实验玩具汽车上安装了类似的尾部装置以及用于感知身体位置的小型陀螺仪。在一组对比实验中,安装了感知设备的玩具汽车,能随时回馈其身体位置,并对尾部进行适当调整,在空中的身体平衡稳定性比没装小型陀螺仪的玩具汽车要更高。

简单的面团,带来的乐趣和启智作用可不简单。

绘图、设计零件、装配……每一样都费心力,而且必须一个人安静下来、心无旁骛去完成。林海翔说,制作模型是一项苦闷孤独的爱好,却能够从中满足一种“造物”的满足感。“模型可以把天马行空的想象变成现实。”林海翔介绍,未来想继续做一些民生类的科幻模型情景,例如全自动机械云吞面档、西关版天空之城等。

■ 麦管

多年一直坚持这爱好,更大的动力来源于与俱乐部的同好们一起分享与一起为了目标奋斗的坚持,那是最“热血”的时刻。“我们有时会为了一个作品的好坏进行讨论,甚至有小争吵,但这过程刺激着我们继续走下去。”俱乐部成员曾经一起努力为俱乐部会员的模型作品出作品集。“没有专业摄影师,会员自己摄影,没有专业的编版人,会员自己用PS排版,从酝酿到最终付诸印刷,一共用了3年时间。”林海翔感慨:“也算为我们的青春留下了一个值得骄傲的回忆。”

将吸饮料的麦管剪成一段段的,请宝宝用细带把麦管串成一条项链。相信这是世界上最好看的项链了。

用模型为广州献礼

■ 手偶

作为土生土长的广州人,从小在老城区长大的林海翔对广州的每条旧街、每栋建筑都有着深厚的感情。“当大家保护骑楼建筑群的同时,有没有想过我们要保护的并不单单止是这些上了年纪的建筑,而是要让骑楼、西关大屋承载的历史精神得以传承?”于是,林海翔萌生起将自己从前生活的老街老建筑“复刻”成模型的构思。

1.
在废弃不用的白手套上用彩色水笔画5个卡通图形,就能做成十分可爱的手偶。给宝宝讲故事和念儿歌时,可爱的主人公就活灵活现地上场表演了。

一幢幢古香古色的西关大屋或惟妙惟肖的旧式骑楼,木框窗户,由于岁月洗礼而显得斑驳的白砖墙,锈迹斑斑的烟囱,甚至是天台上的几盆向阳的小盆栽,都立体地展现在模型上,栩栩如生。将儿时记忆中的老街、老屋做成模型,对于林海翔来说,是一个情结,更是他对这座自己生于斯长于斯的城市的一种爱的表达。他跟记者介绍,目前他选了文明路、德政路、恩宁路等广州老城区有特色的民居做范本,做出了9款模型。而且全部经过实地勘察绘图制作,甚至拿着模型去与原型比对也没有问题。

2.
利用旧袜子,在袜头上钉上2个小黑扣子做布偶的眼睛,在下面用红线缝一条弯弯的线做布偶的嘴巴,然后把袜子套在手上,一个简易布偶做成了。

林海翔说,如果可以,他将策划一个广府民居的主题幻想展览,其中也包括目前正在修改与完善中的广州老街民居系列的作品。“希望可以集合众多年轻人的梦想与努力为我们的城市献上一份礼物。”

■ 日用品:各种包袋、旧电话机、梳子、镜子和太阳镜等

寻人启事

杂七杂八的日用品都是宝宝玩“过家家”的理想玩具,它们逼真,易得,不用花钱。

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1.
爸爸出门不在家,宝宝要保护好妈妈。请宝宝戴上爸爸的领带、墨镜、提上神气的公文包……

2.
出门做客,要准备些什么东西呢?请宝宝理一理妈妈的包,里面应该装上钥匙、钱包、餐巾纸和宝宝的玩具……

  1. 请宝宝拿梳子给妈妈梳头,再用镜子照一照。

■ 穿不了的衣物

宝宝小时候的衣物请别丢弃,利用小衣服玩一玩“给娃娃穿衣服”的游戏,感觉逼真又亲切。宝宝套袜子、扣扣子、拉拉练、摁摁扣的技能将大大提高,手的动作得到了很好的锻炼。
2

■ 胶带

1.
将一长条胶带笔直地贴在地上,请宝宝沿着胶带走直线。这个游戏可以锻炼宝宝的平衡能力。胶带要宽一些,这样宝宝的脚可以正好踩在胶带上。锻炼行走跑跳的动作,正是这个年龄段宝宝的爱好和“功课”。

2.
将胶带剪成小片,粘在金属盘子或盒子上,请宝宝将胶带撕下来。这游戏可以训练手指肌肉的灵活性。有人说,2岁宝宝手正“贱”,玩这个,倒是有了用武之地。

■ 废纸

1.
各种各样的废纸,广告纸、旧的报纸杂志、卫生卷筒纸等等,质地各异,让宝宝痛快地撕一撕,揉一揉,亲手体验一下不同纸的不同质地和不同的力度。

2.
启发宝宝将废纸揉在一起,团成一个大大的纸球,用胶纸粘一下(纸球的大小与宝宝的脑袋差不多),再用胶带在墙上贴一个方框的形状,鼓励宝宝对着墙踢大纸球,能不能将球踢进墙上的“球门”中。

3.
用杂志上的广告图片自制拼图。用剪刀把图片剪成4~8块(等宝宝拼图熟练了,可以剪得更多更小一点)。拼图游戏可以锻炼宝宝的记忆能力和观察能力。它需要宝宝有对图案的整体记忆,也需要有对细节的细致观察。

■ 衣服夹子

1.
找一个圆的鼠标垫或自己用硬卡纸剪一个圆形,引导宝宝在它的周围夹上一圈夹子,看看能做成什么:一个小太阳还是一只大螃蟹?

  1. 在旧皮带上夹上两排夹子,就做成了一条“张牙舞爪”的毛毛虫。

夹子游戏,可以锻炼宝宝的手指力量和手的协调性,同时需要想象力。木头或塑料夹子都可以,不推荐使用金属夹子。

■ 鞋盒

1.
自制“鞋盒积木”。鞋盒里填入废纸团,用胶带将盒盖盒身粘合在一起,再缠几道胶带,鞋盒就变成了一块“大积木”。在太阳底下晒一晒,消消毒。这样的积木不用花钱,还比买来的大块木头积木和塑料积木更安全,更适合2岁宝宝。鞋盒积木大而轻,玩起来没有噪音,叠高倒地了也不怕砸痛宝宝。

2.
“宝盒里的秘密”。在鞋盒侧面开个小洞,大小可让宝宝的手伸进去。在鞋盒内壁贴上不同的布料或纸(毛巾布、棉布、丝绸、瓦楞纸、皱纸等),也可放入各种各样的小玩意儿,把盖子盖上,封住。请宝宝把手伸进洞里去摸一摸,猜一猜,“摸到了什么宝贝?”

■ 塑料瓶

1.
买沙球实在不划算,没几天宝宝就可能不爱玩了,不过,自制沙球经济又方便。在塑料饮料瓶里装一把干豆子或者米粒,盖上盖子,就是一个很好用的沙球了。你可以自编几个动作,请宝宝拿着“沙球”和你一起做沙球操,听音乐用沙球打节拍。

2.
把灌入豆子或者米粒的塑料瓶一顺溜排好,加上一个皮球,就是一组很好的保龄球玩具了。

■ 家里的椅子和桌子

宝宝能跑、会攀爬后,就会十分“垂涎”户外的大型儿童器械。但是,社区或公园里的大型器械往往是为3~6岁的孩子设计的,不一定适合2岁宝宝。

你可在家里自设一个简易的“攀爬架”,好用,还很“个性化”呐。把宝宝的小凳子、高凳子和饭桌连起来、拼合在一起,就是一个上好的“宝宝攀爬架”了。这个“攀爬架”是你家宝宝“专用”的,还能随时随地改变形状。请爸爸妈妈仔细看护宝宝,并在游戏后马上拆散“攀爬架”。

1

爸爸妈妈都知道,玩具店里的玩具大多数都贵得吓人,而且那些专业玩具和电动玩具到了宝宝手里一转眼就拆得七零八落,全家上下齐心疼。玩具非得到商店里买吗?宝宝非得玩“专业玩具”吗?
不一定。

对2岁宝宝而言,玩具是否专业他无所谓,好玩最重要。专家说,只要是宝宝喜欢的,安全的,能启发他动手动脑的,都是好玩具。这里,推荐12个适合2岁宝宝的“非专业”玩具,它们既省钱,还能让宝宝玩得开心。

■ 冰块

1.
把冰块放在温水里,观察冰块在温水里是怎样慢慢融化的。宝宝用手把玩、拨弄冰块,很快就会知道什么是“冰冷”,什么是“温暖”,能很具体地理解两者的差异。

2.
做冰块前在冰格里滴几点蓝墨水,制成蓝色的冰块。蓝冰块在水里融化时能看到蓝墨水慢慢化开,变幻飘浮,奇妙诱人。做冰块前在水里加入多种水彩颜料,宝宝能看到各种颜色互相交融。

等冰块融化后,问问宝宝,冰块到哪里去了?

■ 面团

面团不起眼,却是很环保很安全的“启智”玩具,它能让宝宝随意地握、挤、捏、揉、敲。玩面团时,宝宝能得到同时使用双手的机会,如做搓、揉等动作;而敲、捏等动作需要交替使用双手。

简单的面团,带来的乐趣和启智作用可不简单。

■ 麦管

将吸饮料的麦管剪成一段段的,请宝宝用细带把麦管串成一条项链。相信这是世界上最好看的项链了。

■ 手偶

1.
在废弃不用的白手套上用彩色水笔画5个卡通图形,就能做成十分可爱的手偶。给宝宝讲故事和念儿歌时,可爱的主人公就活灵活现地上场表演了。

2.
利用旧袜子,在袜头上钉上2个小黑扣子做布偶的眼睛,在下面用红线缝一条弯弯的线做布偶的嘴巴,然后把袜子套在手上,一个简易布偶做成了。

■ 日用品:各种包袋、旧电话机、梳子、镜子和太阳镜等

杂七杂八的日用品都是宝宝玩“过家家”的理想玩具,它们逼真,易得,不用花钱。

1.
爸爸出门不在家,宝宝要保护好妈妈。请宝宝戴上爸爸的领带、墨镜、提上神气的公文包……

2.
出门做客,要准备些什么东西呢?请宝宝理一理妈妈的包,里面应该装上钥匙、钱包、餐巾纸和宝宝的玩具……

  1. 请宝宝拿梳子给妈妈梳头,再用镜子照一照。

■ 穿不了的衣物

宝宝小时候的衣物请别丢弃,利用小衣服玩一玩“给娃娃穿衣服”的游戏,感觉逼真又亲切。宝宝套袜子、扣扣子、拉拉练、摁摁扣的技能将大大提高,手的动作得到了很好的锻炼。
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