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本研究分为两个部分。第一部分对东洋区凹胫跳甲属Chaetocnema(鞘翅目Coleoptera,叶甲科Chrysomelidae,跳甲亚科Alticinae)的种类进行了分类学修订。共记述及修订东洋区及中国北方地区凹胫跳甲共102种,发现26个新种(其中6个已发表):窄头凹胫跳甲C.angustfrons n.sp.、长肢凹胫跳甲C.appendiculatus n.sp.、保山凹胫跳甲C.baoshanica n.sp.、达皮丹凹胫跳甲C.dapitanica n.sp.、光凹胫跳甲C.glabra n.sp.、金绿凹胫跳甲C.greenica n.sp.、金秀凹胫跳甲C.jinxiuensis n.sp.、宽胸凹胫跳甲C.latapronotus n.sp.、缺刻凹胫跳甲C.midimpunctata n.sp.、宽黑凹胫跳甲C.nigrilatus n.sp.、梭凹胫跳甲C.parafusiformis n.sp.、类金绿凹胫跳甲C.paragreenica n.sp.、类武氏凹胫跳甲C.paraumesaoi n.sp.、细圆藤凹胫跳甲C.pericampyla n.sp.、紫黑凹胫跳甲C.purerulea n.sp.、浅刻凹胫跳甲C.reteimpunctata n.sp.、沙巴凹胫跳甲C.sabahensis n.sp.、亚黑凹胫跳甲C.subbaslis n.sp.、梯胸凹胫跳甲C.trapezoidus n.sp.、武功凹胫跳甲C.wugongensis n.sp.、陈氏凹胫跳甲C.cheni(已发表)、窄凹胫跳甲C.constricta(已发表)、德钦凹胫跳甲C.deqinensis(已发表)、金平凹胫跳甲C.kingpinensis(已发表)、柳凹胫跳甲C.salixis(已发表)、玉龙凹胫跳甲C.yulongensis(已发表)。提出15个种级新异名、1个异物同名、2个新地位、1个老种分类地位的恢复。模式标本检视率达到了80%以上,检视相关模式达100余种。重新界定了区分两个亚属的形态指标。同时提供了102个种的检索表,种下的引证、标本检视、寄主及分布信息,在文后附图114版。 第二部分对跳甲的跳跃机制进行了功能形态学及生物力学的研究。应用三维重建技术重构了跳甲后足内部的结构,并且发现一个新的结构:“弹性板”。它在前人的研究中并没有被提及,但它在跳跃的触发机制中扮演重要角色。在高速摄像技术、三维重建技术的帮助下,对跳甲如何起跳、跳器及相关骨片在跳跃过程中的功能、跳跃涉及到的生物力学机制等进行了探讨。揭示了跳甲后足的内部结构类似一个弹射器。初步提出了跳甲弹射式跳跃的模式,其过程包括四个主要阶段:1.跳跃准备阶段,2.弹性势能存储阶段,3.弹射的触发和加速阶段,4.放松阶段。实验所测得的跳甲最高起跳加速度高达3450米/秒2;峰值加速度高达8650米/秒2,最高能获得一个5米/秒的末速度。在以上研究的基础上,提出了一种跳跃机器人设计方案,为相关工业和机器人制造领域提供了参考和灵感。