對壁虎「著陸」過程的新認識可能導致更靈活的機器人的出現

據媒體New Atlas報導,當壁虎一頭撞上樹乾等垂直表面時,它們能夠停留在該表面上,而不是被彈開並落到地上。科學家們已經發現使它們具有這種能力的原因,並在一個小型機器人中復制了這種能力。

對壁虎「著陸」過程的新認識可能導致更靈活的機器人的出現

這項新研究由加州大學伯克利分校的Robert Full 教授、德國馬克斯-普朗克智能系統研究學院的Ardian Jusufi 博士、英國薩里大學的Robert Siddall 博士和錫耶納學院的Gregory Byrnes博士領導。

在新加坡的幾個野外季節中,Jusufi拍攝並分析了許多亞洲平尾壁虎(Hemidactylus platyurus)從樹干到樹干跳躍/滑翔的慢動作視頻。盡管這些動物試圖避免頭先著地,但當它們最終這樣做時,它們的速度大約為每秒6米。

對壁虎「著陸」過程的新認識可能導致更靈活的機器人的出現

當它們被從樹上反彈回來時,壁虎能夠用它們後腳趾的粘性趾墊抓住樹干。這為它們提供了槓杆作用,使它們的長尾巴壓在樹上,讓這個附屬物充當一個支撐物,使它們不至於向後翻轉,跌落到叢林的地面上。

這種支撐機制隨後在科學家設計的3D列印軟體機器人中得到了再現。該裝置有四隻覆蓋著尼龍搭扣的腳,一條尾巴,以及一條內部機動肌腱,每當前腿與表面發生硬性接觸時,就會自動觸發,將尾巴壓下去。

對壁虎「著陸」過程的新認識可能導致更靈活的機器人的出現

當該機器人被彈射到覆蓋著毛氈的牆壁上時,它能夠在55%的時間里緊緊抓住而不向後掉落。雖然這聽起來可能不是很好,但當它的尾巴被移除時,其成功率下降到只有15%。這與在野生壁虎身上觀察到的情況一致–有尾巴的個體有87%的成功率,但那些因捕食者或其他意外而自然失去尾巴的個體幾乎完全不成功。

對壁虎「著陸」過程的新認識可能導致更靈活的機器人的出現

Jusufi說:「有了這個機器人,我們就能夠測量一些我們在現場用壁虎無法測量的東西。著陸時沖擊力的壁面反作用力證實,尾巴是促進亞臨界滑行著陸的重要部分。我們的軟體機器人著陸器不僅有助於在另一個領域產生影響,而且還可以通過提高魯棒性和簡化控制來幫助改善機器人運動。」

有關這項研究的論文最近發表在《通信生物學》雜誌上。

來源:cnBeta