【打响指过程的动力学分析】
作者利用高速摄像和力传感器，分析了打响指的动力学状态。通过放置在中指和拇指之间的触觉压力传感器进行力的测量，并利用高速摄影机在手腕、指节和指尖上的各点之间进行角度测量，作者发现，打响指的动作在7毫秒内达到了1.6×106°s-2的峰值角加速度。接着，作者在拇指和中指上覆盖不同的材料以产生不同的摩擦系数和不同的可压缩性，揭示了皮肤摩擦力的核心作用，并将打响指动作抽象成一个闩锁介导的弹簧驱动（latch-mediated spring-actuated，LaMSA）系统。
图1. 打响指是一个三相的、以一维为主的运动，具有超高的速度和加速度。(a) 一件公元前320-310年的陶器，描绘了希腊的野性之神潘，打响指的姿势。(b) 从侧面看，打响指不同时间点的运动的综合图像。(c) 响指的运动学和动力学。(d) 从正面拍摄的打响指照片。
图2. 摩擦和压缩对打响指的影响。手指覆盖在润滑的丁腈橡胶（低μ，粉红色）、丁腈橡胶（中等μ，绿色）、乳胶橡胶（高μ，紫色）和丁腈橡胶顶针（低接触面积，蓝色）上的角位移、速度和法向力
作者发现，当拇指和手指之间的表面摩擦适中时，可产生最高的速度和加速度。用Fmax表示储存在手指系统内生理弹簧所受的力的大小。Fmax随不同摩擦面发生如下变化。当摩擦系数μ越大，上述弹簧中可储存的力就越大。作者将tul定义为两个手指从第一次运动开始的接触时间，它是衡量因摩擦而损失多少能量的一个良好指标。tul随着μ的增加而增加，表明随着摩擦的增加，更多的能量被损耗。实验结果表明，使用丁腈橡胶作为接触面的最大速度ωmax最高，与润滑丁腈橡胶（低μ）和乳胶橡胶（高μ）相比，它的摩擦系数适中。
图3. 拇指和手指之间适中的表面摩擦可产生最高的速度和加速度。(a) Fmax随不同摩擦面的变化。(b) tul随不同摩擦面的变化。tul被定义为两个手指从第一次运动开始的接触时间，因此是衡量因摩擦而损失多少能量的一个良好指标。(c) ωmax随不同摩擦面的变化。
【打响指过程的模型建立】
作者将打响指的过程抽象为闩锁介导的弹簧驱动（LaMSA）系统。LaMSA系统是指在一个相对较长的时间内，能量被外部电机加载到质量弹簧系统中，然后被锁扣固定住。当闩锁被迅速释放时，就实现了超高速运动，使储存的势能在相对较短的时间内爆炸性地发射物块。
在打响指的过程下，作者假设手臂肌肉为马达，在手指和手臂的肌腱作用下加载势能，这些肌腱就像弹簧一样（图1b）。中指和拇指之间的皮肤摩擦力有助于中指的锁定，但也阻碍了解锁和运动，在打响指的动态过程中起着双重作用。系统在最开始时，弹簧被压缩，负载和闩锁位于θ0的角度。当解锁电机作用于锁扣时，系统就会移动，导致负载在正Y方向加速，直到达到解锁时间，也就是锁扣和负载最后一次接触的时间。在这之后，负载继续加速，完全是由于弹簧的力量，没有其他力量作用于它。这种情况一直持续到解锁时刻，也就是达到弹簧平衡位置的时候。在这一点上，负载继续移动，没有任何外力。
