包括人類、猴子和類人猿在內(nèi)的靈長類動物在手和腳上進(jìn)化出了表皮脊線，并且這里的汗腺密度比身體其他地方高。這樣可以讓它們精確調(diào)節(jié)皮膚濕度，在操縱物體時(shí)提供更大的抓握力。英國伯明翰大學(xué)與韓國首爾國立大學(xué)和延世大學(xué)等研究機(jī)構(gòu)的研究人員合作的一項(xiàng)新研究顯示指紋的水分調(diào)節(jié)機(jī)制，不僅可以幫助人們更好地抓握物體，還能幫助科學(xué)家開發(fā)出更好的假肢、機(jī)器人設(shè)備和虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境。相關(guān)研究成果發(fā)表于美國《國家科學(xué)院院刊》。

指紋有助于增加與光滑表面接觸時(shí)的摩擦力，增強(qiáng)對粗糙表面的抓握力和觸覺的敏感性。指紋的水分調(diào)節(jié)機(jī)制則確保了皮膚角質(zhì)層的最佳水合狀態(tài)，從而最大限度地增加摩擦力。

“靈長類動物在手和腳上進(jìn)化出了表皮脊線，其中指紋脊線對于抓握和精確操作固態(tài)物體非常重要。它們可以調(diào)節(jié)外部來源或汗腺釋放的水分，從而最大限度地增大摩擦力，避免‘災(zāi)難性’的打滑，讓我們能夠握住智能手機(jī)。”研究論文合著者、伯明翰大學(xué)產(chǎn)品工程與制造學(xué)教授Mike Adams說，了解手指指紋脊線摩擦的影響，有助于研究人員開發(fā)更逼真的觸覺傳感器。例如，應(yīng)用于機(jī)器人和假肢的傳感器，以及觸摸屏和虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的觸覺反饋系統(tǒng)。

超聲波潤滑通常用于提供感官“觸覺”反饋的觸摸屏顯示器，但與潮濕的指紋脊線相比，當(dāng)用戶處于干燥環(huán)境時(shí)，超聲波潤滑的效果會降低。此外，通過觸摸區(qū)分織物等精細(xì)結(jié)構(gòu)的表面，要依賴于側(cè)向振動誘導(dǎo)，因此滑動摩擦的缺失會阻礙識別實(shí)際接觸到的東西。

指紋是靈長類動物和考拉獨(dú)有的，似乎具有雙重作用，在促進(jìn)多余水分蒸發(fā)的同時(shí)，在其底部提供一個(gè)水分儲存庫，以使抓握力最大化。

研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)手指與不透水的表面接觸時(shí)，指紋脊線部毛孔中的汗液會使皮膚更柔軟，從而顯著增加摩擦力。而脊線汗液的順應(yīng)性增加最終會導(dǎo)致毛孔堵塞，防止釋放出過多的水分從而降低抓握物體的能力。

利用高科技激光成像技術(shù)，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，水分調(diào)節(jié)由兩部分組成，即上述汗孔阻塞過程，以及由于接觸物體時(shí)表皮脊線特定橫截面形狀變化導(dǎo)致的外部多余水分的加速蒸發(fā)。

無論最初手指肚是濕的還是干的，上述兩個(gè)過程使指紋脊線保持最佳濕度，從而使摩擦力最大化。

“這種水分調(diào)節(jié)的雙重機(jī)制為靈長類動物在干濕環(huán)境下提供了進(jìn)化上的優(yōu)勢，賦予它們操控和移動物體的能力，而其他動物，如熊和大型貓科動物并不具備上述機(jī)制和能力。”Adams補(bǔ)充說。