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壁虎为何跳得稳,机器人却不行

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为何壁虎下降正在树枝上如斯稳妥,而人类发现的仿生学机器人却做不到?正在英国《通讯·生物学》杂志克日揭晓的一项动物学研讨中,科学家经由过程大批事实察看和准确模子阐明指出,正在树间滑行的亚洲蝎尾蜥虎(还称亚洲蝎虎)会正在下降时用尾巴稳固身体。

  为了更好地了解蜥虎尾巴的摆动正在下降中的重要性,德国马克斯·普朗克智能体系研究所科学家阿你迪安·朱苏飞及其同事此次行使高速摄像机,拍摄了30只野生蜥虎从高台上跳向四周一棵树的历程,随后再用一个近景高速摄像机拍摄了此中16只蜥虎下降时的活动。

  研讨团队观察到,蜥虎会先用头碰树,再让躯体和尾巴朝后摆动。绝多数着陆情况下(14次中的8次),蜥虎的身体和头部会朝着阔别树干的标的目的摆动,招致它们失去对前足的掌握,但它们会将尾巴压住树干以防止跌落。个中5只蜥虎正在下降时四脚齐正在树干上,别的一只失去了掌握,摔了下来。另有两只无尾蜥虎正在实验降掉队还由树干上摔了下来。

  为了研讨蜥虎是若何应用尾巴摆动防备摔降的,研讨团队开发了两个相似蜥虎的柔性机械人,并用弹射器发射,模仿由滑行到高速下降的历程。这两个机械人的身形比例相似蜥虎,但一个机械人有像蜥虎一样的尾巴,而另一个没有。研讨人员测量了这两个机械人在贴了把戏贴的垂直表面上下降时足部发生的力。他们发觉,实验中无尾机械人胜利下降在垂直表面的几率只有15%,而有尾机械人的胜利几率有55%。若是将尾巴长度缩短到本来的25%,机械人胜利下降所需的足部力气需求增加一倍以上。

  联合现场观察成果和机器人剖析模子显现,尾巴能根据淘汰机器人贴正在垂直面上所需的足力,进步其下降稳固性和成功率。研讨成果表明,蜥虎正在树间滑行时,尾巴还许还起到了类似的作用。研讨人员以为,取蜥虎尾巴相似的布局或能接济遨游飞翔机器人(如无人机)正在垂直概况下降时起到稳固作用。