维纳斯花篮海绵的结构构成，可能推动全球各类结构的先进设计。
其独特的形态与构造使其能够应对空气和水的作用力。
该海绵的结构有助于减少阻力，同时还能在体腔内形成低速旋涡。
据预测，这一设计可用于机械工程，甚至飞机制造。
维纳斯花篮的卓越结构特性海绵（E. aspergillum）的结构特性，看似与人工建造的结构相去甚远。然而，深入了解该生物的孔洞与脊状网格结构如何影响其周围海水的水动力学，可能为建筑、桥梁、海洋航行器和飞机的先进设计带来启发。
尽管以往研究已对海绵的结构进行过探究，但针对环绕并穿透该生物体的水动力场的研究却寥寥无几，同时尚不清楚，除改善其力学性能外，E. aspergillum的骨骼基序是否还支撑着其体腔内外流动物理特性的优化。
纽约大学坦登工程学院的毛里齐奥·波费里（Maurizio Porfiri）共同牵头了这项研究，成果发表于《自然》期刊。该论文揭示了海绵结构与功能之间的深刻联系，阐明了花篮海绵既能抵御周围海洋的动态作用力，又能在体腔“花篮”内形成富含营养的涡流。
“由于这种生物具有尽管结构脆弱、玻璃质感明显，却能大幅变形的惊人能力，因此从力学角度对其进行了大量研究，”第一作者、罗马第二大学和哈佛大学的贾科莫·法尔库奇（Giacomo Falcucci）表示，“我们得以从流体动力学层面展开研究，以理解海绵的几何形态如何对流体作出功能性响应，从而在与水的相互作用方面形成独特之处。”
“通过探究海绵体腔内外的流体流动，我们发现了其适应环境的预期痕迹。海绵的结构不仅有助于减少阻力，还促使体腔内形成低速旋涡，这些旋涡被用于摄食和繁殖，”该研究的合著者波费里补充道。
其结构E. aspergillum，由意大利图西亚大学的合著者皮耶路易吉·法内利（Pierluigi Fanelli）复原，其外形类似精致的玻璃花瓶，呈薄壁圆柱管状，内有一个大型中央腔室，并含有硅质骨针，因此常被称为“玻璃海绵”。骨针由三条相互垂直的射线构成，因而具有六个尖端。微观骨针相互“编织”，形成极为细密的网格，赋予海绵体以其他海绵物种所不具备的刚性，使其能够在水柱深处存活。
为了解维纳斯花篮海绵如何做到这一点，研究团队广泛使用了意大利CINECA高性能计算中心的Marconi100百亿亿次级计算机。该计算机能够在三维空间中利用数十亿个动态时空数据点，进行全面的模拟计算。
研究人员还使用了一种专用软件，该软件基于格子玻尔兹曼方法实现超级计算模拟。格子玻尔兹曼方法是计算流体动力学中的一类方法，适用于复杂系统，它将流体视为大量粒子的集合，并追踪每个粒子的运动行为。
该计算机模拟实验包含约1000亿个虚拟粒子，重现了E. aspergillum所栖息的深海海底的水动力条件。研究结果使团队得以探究海绵的孔洞与脊状结构如何提升其减小海水流动作用力的能力，以及其结构如何影响体腔内的流动动力学，从而优化选择性滤食和有性繁殖中的配子相遇。
“这项工作是离散流体动力学，特别是格子玻尔兹曼方法的典范应用，”意大利理工学院和哈佛大学的萨乌罗·苏奇（Sauro Succi）表示。他是格子玻尔兹曼方法的奠基人之一。“该方法的精确性，加之我们得以使用世界顶尖的超级计算机之一，使我们能够完成前所未有的计算量，从而揭示了流体在深渊中生物适应过程里所起的作用。”
“我们对海绵几何形态在流体响应中作用的研究，对高层建筑乃至任何机械结构的设计都具有诸多启示，从摩天大楼到船舶的低阻力新型结构，再到飞机机身，”法尔库奇表示，“例如，采用类似脊状与孔洞网格建造的高层建筑，其空气动力阻力是否会更小？它是否会优化所受作用力的分布？解答这些问题，正是团队的核心目标。”
该研究获得了以下机构的支持：CINECA计算资助项目、PRIN项目、Forrest研究基金会、美国国家科学基金会，以及欧盟“地平线2020”计划下的欧洲研究理事会。
