對(duì)壁虎著(zhe)陸過程的(de)新認識可(kě)能導緻更靈活的(de)機器人(rén)

壁虎在頭先著(zhe)地後用(yòng)尾巴防止向後翻轉，旁邊還(hái)有一個(gè)仿生機器人(rén)在做(zuò)同樣的(de)事情  Ardian Jusufi/Andre Wee

當跳躍的(de)壁虎頭朝下(xià)撞向樹幹等垂直表面時(shí)，它們能夠附著(zhe)在該表面上，而不是反彈掉到地上。科學家們已經發現了(le)允許他(tā)們這(zhè)樣做(zuò)的(de)原因，并在一個(gè)小型機器人(rén)上複制了(le)這(zhè)種能力。

這(zhè)項新研究由加利福尼亞大(dà)學教授伯克利教授、德國最大(dà)智能系統研究院Ardian Jusufi博士、英國塞瑞大(dà)學Robert Siddall博士和(hé)紐約錫耶納學院Gregory Byrnes博士領導。

在新加坡的(de)幾個(gè)野外季節裏，Jusufi拍(pāi)攝并分(fēn)析了(le)許多(duō)亞洲平尾壁虎（Hemidactylus platyurus）在樹幹間跳躍/滑行的(de)慢(màn)鏡頭視頻(pín)。盡管這(zhè)些動物(wù)試圖避免尴尬的(de)頭先著(zhe)地，但當它們最終這(zhè)樣做(zuò)時(shí)，它們的(de)速度大(dà)約爲每秒6米（20英尺）。

當它們的(de)頭、肩和(hé)前腿從樹上反彈回來(lái)時(shí)，蜥蜴能夠用(yòng)它們緊握的(de)後腳抓住樹幹。這(zhè)爲它們提供了(le)将長(cháng)尾向下(xià)壓在樹上的(de)杠杆，使附肢起到支撐作用(yòng)，防止它們向後翻轉并墜落到叢林(lín)地闆上。


壁虎著(zhe)陸技術的(de)說明(míng)   費利佩·瓦爾加斯

這(zhè)一支撐機制随後被科學家們設計的(de)3D打印軟體機器人(rén)所複制。該設備有四個(gè)維可(kě)牢尼龍搭扣覆蓋的(de)腳、一條尾巴和(hé)一個(gè)内部機動肌腱，每當前腿與地面發生硬接觸時(shí)，該肌腱會自動觸發，以向下(xià)按壓尾巴。

當機器人(rén)被彈射到毛氈覆蓋的(de)牆壁上時(shí)，55%的(de)時(shí)間它都能緊緊抓住而不向後脫落。雖然這(zhè)聽(tīng)起來(lái)可(kě)能不太妙，但當它的(de)尾巴被移除後，成功率下(xià)降到了(le)15%。這(zhè)與在野生壁虎身上觀察到的(de)情況一緻——有尾巴的(de)個(gè)體成功率爲87%，但那些自然地在捕食者或其他(tā)災難中失去尾巴的(de)個(gè)體幾乎完全失敗。


在斯圖加特的(de)生物(wù)機器人(rén)和(hé)軀體系統運動實驗室裏，Ardian Jusufi（左）和(hé)Rob Siddall（右）與壁虎機器人(rén)一起工作    Wolfram Scheible

Jusufi說：“有了(le)這(zhè)個(gè)機器人(rén)，我們能夠測量一些我們在野外用(yòng)壁虎無法測量的(de)東西。”。“著(zhe)陸時(shí)碰撞産生的(de)壁面反作用(yòng)力證實，尾部是促進亞臨界滑翔著(zhe)陸的(de)關鍵部分(fēn)。我們的(de)軟機器人(rén)著(zhe)陸器不僅有助于在另一個(gè)領域産生碰撞，而且還(hái)可(kě)以通(tōng)過增強魯棒性和(hé)簡化(huà)控制來(lái)幫助改善機器人(rén)的(de)運動。”

資料來(lái)源：加利福尼亞大(dà)學伯克利、馬克斯.普朗克通(tōng)過EurkAlg預警的(de)智能系統研究所