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軟絲變色原理破解 「納美人」科技到手?

2017-07-28 11:00:00 聯合報 記者張雅婷/報導

清大研究團隊在海中拍攝軟絲體色變化過程。 圖/清大提供
清大研究團隊在海中拍攝軟絲體色變化過程。 圖/清大提供

記得電影「阿凡達」有藍色外表的納美人嗎?納美人能視情緒靠著神經系統變色,這種「超能力」竟出現在真實世界。軟絲就是靠大腦控制神經系統,在0.2至0.3秒間快速變色,表達「我愛你」、「我要生氣囉!」等情緒。

露兩點「覺得開心」 打架打贏體色變深

軟絲的27種基礎體色單元。 記者張雅婷/攝影
軟絲的27種基礎體色單元。 記者張雅婷/攝影

國立清華大學系統神經科學研究所教授焦傳金研究團隊發現,軟絲全身軟歸軟,卻可透過大腦控制頭、觸腕、鰭、身體顏色深淺,以及出現斑點或條紋等圖案,各種排列組合其實是在說「我愛你」、「我要生氣囉」、「你走開」、「打贏了」、「我輸了」。

大分子醫學研究所博士生林雋硯舉例,雄性打架會出現較多的體色單元,如鰭的邊緣出現深色黑點,頭、腕、體胴有時有破碎斑紋,贏家體色明顯比輸家深。

雄軟絲求愛成功後,體色會出現兩個黑點。 圖/清大提供
雄軟絲求愛成功後,體色會出現兩個黑點。 圖/清大提供

除了打鬥,軟絲談戀愛時也很可愛。雄軟絲從後方靠近雌性時,頭與觸腕會先轉為深色、體胴中央出現縱紋、鰭緣則有深色帶狀產生。雌軟絲若維持半透明體色表示接受,雙方開始交配,此時雄性軟絲鰭上會顯現兩個深色的圓點,「代表牠很開心」;若雌軟絲沒Fu,則會瞬間出現深色體色,拒絕交配。

雌軟絲體色變黑表示雄軟絲求愛遭拒絕。 記者張雅婷/翻攝
雌軟絲體色變黑表示雄軟絲求愛遭拒絕。 記者張雅婷/翻攝

近親烏賊哥 變色王、還有「數感」

動物世界「有趣」的事不只一樁,靠神經系統控制體表色素細胞變化的頭足類生物不只軟絲,烏賊、魷魚也能一秒鐘變換體色及體表圖案好幾次,堪稱「海中變色王」。

清大教授焦傳金(左)與學生楊璨伊研究證實「烏賊會算術」。 圖/清大提供
清大教授焦傳金(左)與學生楊璨伊研究證實「烏賊會算術」。 圖/清大提供

清大研究團隊去年還發現,烏賊捕食能成功分辨出蝦子數量多寡,類似1、2歲嬰兒能力,是全球首篇證實烏賊具有「數感」能力的研究,驚嘆國際。

至於著名的章魚哥保羅在2008年歐洲國家盃世界盃足球賽,連續8場比賽猜中結果,被封為神預測的章魚。焦傳金認為「只是剛好運氣好,矇對了。」

研究變色專家 當然少不了牠

陸上的變色龍也會為了偽裝改變體色,有時則是在表達情緒。牠們是靠內分泌讓皮膚細胞層內的奈米晶格收縮,透過光線反射成為我們肉眼看到的七彩顏色,雖然只要幾秒鐘時間,但速度遠不及用神經系統控制的頭足類生物。

網路上流傳變色龍隨著眼睛鏡框快速變色的景片(連結點此),真假引發討論。焦傳金表示,變色龍不會「瞬間變色」,而是要好幾秒,且理論上是選擇眼前大目標變色,不會選擇小東西變色。

也有變色龍照鏡子變色影片(連結點此),一隻變色龍被主人放在鏡子前,看著鏡中的變色龍,會改變身上顏色「試探」對方,可能是認不出自己,才以顏色偽裝。

從魔鬼氈到蓋軍艦 「仿真」科技大有用

焦傳金表示,生活中許多新產品問世,其實是取法動植物,最經典的案例是防潑水技術,來自觀察荷葉毛孔十分微小,上表皮細胞還覆蓋著一層蠟質結晶,所以水會因表面張力與內聚力作用形成水珠。這項技術除應用在防潑水衣物、包包,建築外牆也適用。

生活用品魔鬼氈則是取自壁虎爬在天花板不會掉落的原理,由於壁虎腳底長了數百萬根極細的剛毛與分支,能產生較強的分子引力,因此不受地心引力影響,使得壁虎能爬在光滑表面不掉落。

焦傳金表示,希望未來有朝一日,軟絲的變色技術也能轉至人類科技運用,阿凡達納美人變色將不再是空想。

電影「阿凡達」虛構種族納美人的膚色,能依情緒靠神經系統變色,圖為阿凡達導演卡麥隆...
電影「阿凡達」虛構種族納美人的膚色,能依情緒靠神經系統變色,圖為阿凡達導演卡麥隆和太陽馬戲合作的「阿凡達前傳」演出場景。 圖/本報資料照片

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