盾片狀

盾片狀^[1]（英語：Scutoid），是一種存在於上下兩個平行表面之間的立體幾何形狀，其兩平行表面（以及它們之間的所有其他平行面）的邊各自圍成多邊形，此兩表面之間至少存在一個頂點，且上下兩個多邊形的頂點通過曲線或Y字形線來連接。盾片狀的兩個面之間至少存在一個頂點，但盾片狀的面不一定是凸面，所以多個盾片狀可以緊密接合在一起，從而填滿兩個平行表面之間的所有空間。盾片狀通常可以一般化地描述為介於錐台和擬柱體之間的混合幾何體。^[2][3]

六角柱、錐台、擬柱體及盾片狀的比較

兩個五角六角盾片狀翻轉並拼合的動畫

此維基百科條目的本來名稱是「Scutoid」，因其由昆蟲的盾板（英語：Scutellum_(insect_anatomy)）（也叫做盾片）得名，而暫時譯為盾片狀。漢字圈暫未見廣受認可的翻譯。

得名

異翅亞目昆蟲身上的盾板（英語：Scutellum_(insect_anatomy)）（圖中標號26）

2018年7月，本幾何體在一篇由戈麥斯-加爾韋斯等人發表的名為《Scutoid是上皮細胞立體堆積的幾何解決方案》（Scutoids are a geometrical solution to three-dimensional packing of epithelia）的論文中首次得到描述。根據論文作者的官方說法，因為這個形狀類似於例如花金龜亞科中甲蟲的背板和盾板（英語：Scutellum (insect anatomy)），於是他們就創造了Scutoid這個詞語來描述這種幾何體^[2]。來自克拉拉·格里馬（Clara Grima）的非官方說法則稱，在課題研究期間，這個幾何體被暫時稱為「Escu」，實際上是開這個生物課題組組長路易斯·M·埃斯庫德羅（Luis M. Escudero）的玩笑，因其姓名最後一節是「Escudero」，意思等同於拉丁文中的「scūtārius」（意為「鄉紳」），故以此為基礎修改並創造了Scutoid一詞^[4]。

自然中存在的盾片狀

一種擁有盾板（英語：Scutellum (insect anatomy)）的甲蟲。盾板是這個幾何體的得名來源

這個幾何體形狀雖然怪異，卻是多細胞組織的積木；沒有了它，地球上恐怕就從不會出現複雜的生物。

——艾倫·伯迪克（Alan Burdick），《我們都由盾片狀組成：一個全新的幾何體解釋了這一點。》（We Are All Scutoids: A Brand New Shape, Explained）^[3]

上皮組織細胞在特定情況下會採用盾片狀形狀來排列^[2]。在上皮組織細胞中，細胞可以變成盾片狀的形狀，以促進組織彎曲，這對於發育中的器官的形成至關重要^[2][5][6]。

盾片狀是一種加入中層頂點的擬柱體。這個多出來的頂點讓最終形成幾何體上的部分平面變成了曲面。這意味着盾片狀不是一種多面體，因為它並非所有面都是平面。……對於創造了或發現了盾片狀的計算生物學家來說，這種幾何體的關鍵屬性在於，它可以讓自身與其他幾何物件（如錐台）結合以構成上皮細胞的立體堆積結構。

——勞拉·塔爾曼（英語：Laura Taalman）^[7][8]

潛在用途

盾片狀解釋了上皮細胞如何從立體結構上有效地排列在一起^[2]。當上皮組織彎曲或生長時，細胞需要採用新的形狀以消耗儘可能最少的能量來堆積出自己的立體結構；在盾片狀被發現之前，上皮組織細胞被假定是大多是以錐台形的樣子存在，少部分則以類似稜柱形的樣子存在^[4]。而現在，隨着對上皮細胞的了解更加深入，這開啟了人工器官領域的更多可能。盾片狀可能會被應用於製造更好的人工器官，使得例如有效的器官替換一類的事情成為可能；並可以用於識別一個人的細胞是否被正確堆積，以及解決細胞錯誤堆積問題。^[4]

參見

• 柱狀