為什么壁虎下降在樹枝上如此穩(wěn)當(dāng),而人類創(chuàng)造的仿生學(xué)機(jī)器人卻做不到?在英國《通訊·生物學(xué)》雜志近日宣布的一項動物學(xué)研討中,科學(xué)家經(jīng)過很多實(shí)踐調(diào)查和準(zhǔn)確模型剖析指出,在樹間滑行的亞洲蝎尾蜥虎(也稱亞洲蝎虎)會在下降時用尾巴安穩(wěn)身體。
為了更好地了解蜥虎尾巴的搖擺在下降中的重要性,德國馬克斯·普朗克智能體系研討所科學(xué)家阿爾迪安·朱蘇飛及其同事此次利用高速攝像機(jī),拍照了30只野生蜥虎從高臺上跳向鄰近一棵樹的過程,隨后再用一個近景高速攝像機(jī)拍照了其間16只蜥虎下降時的運(yùn)動。
研討團(tuán)隊調(diào)查到,蜥虎會先用頭撞樹,再讓軀體和尾巴朝后搖擺。大部分著陸情況下(14次中的8次),蜥虎的身體和頭部會朝著遠(yuǎn)離樹干的方向搖擺,導(dǎo)致它們失掉對前足的控制,但它們會將尾巴壓住樹干以防止下跌。其間5只蜥虎在下降時四腳全在樹干上,別的一只失掉了控制,摔了下來。還有兩只無尾蜥虎在測驗下降后也從樹干上摔了下來。
為了研討蜥虎是如何利用尾巴搖擺防止摔落的,研討團(tuán)隊開發(fā)了兩個類似蜥虎的柔性機(jī)器人,并用彈射器發(fā)射,模擬從滑行到高速下降的過程。這兩個機(jī)器人的身形比例類似蜥虎,但一個機(jī)器人有像蜥虎相同的尾巴,而另一個沒有。研討人員測量了這兩個機(jī)器人在貼了戲法貼的筆直外表上下降時足部產(chǎn)生的力。他們發(fā)現(xiàn),實(shí)驗中無尾機(jī)器人成功下降在筆直外表的概率只有15%,而有尾機(jī)器人的成功概率有55%。如果將尾巴長度縮短到原來的25%,機(jī)器人成功下降所需的足部力氣需要增加一倍以上。
結(jié)合現(xiàn)場觀測結(jié)果以及機(jī)器人剖析模型顯示,尾巴能經(jīng)過減少機(jī)器人貼在筆直面上所需的足力,進(jìn)步其下降安穩(wěn)性和成功率。研討結(jié)果表明,蜥虎在樹間滑行時,尾巴或許也起到了類似的效果。研討人員以為,與蜥虎尾巴類似的結(jié)構(gòu)或能協(xié)助飛行機(jī)器人(如無人機(jī))在筆直外表下降時起到安穩(wěn)效果。
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為了更好地了解蜥虎尾巴的搖擺在下降中的重要性,德國馬克斯·普朗克智能體系研討所科學(xué)家阿爾迪安·朱蘇飛及其同事此次利用高速攝像機(jī),拍照了30只野生蜥虎從高臺上跳向鄰近一棵樹的過程,隨后再用一個近景高速攝像機(jī)拍照了其間16只蜥虎下降時的運(yùn)動。
研討團(tuán)隊調(diào)查到,蜥虎會先用頭撞樹,再讓軀體和尾巴朝后搖擺。大部分著陸情況下(14次中的8次),蜥虎的身體和頭部會朝著遠(yuǎn)離樹干的方向搖擺,導(dǎo)致它們失掉對前足的控制,但它們會將尾巴壓住樹干以防止下跌。其間5只蜥虎在下降時四腳全在樹干上,別的一只失掉了控制,摔了下來。還有兩只無尾蜥虎在測驗下降后也從樹干上摔了下來。
為了研討蜥虎是如何利用尾巴搖擺防止摔落的,研討團(tuán)隊開發(fā)了兩個類似蜥虎的柔性機(jī)器人,并用彈射器發(fā)射,模擬從滑行到高速下降的過程。這兩個機(jī)器人的身形比例類似蜥虎,但一個機(jī)器人有像蜥虎相同的尾巴,而另一個沒有。研討人員測量了這兩個機(jī)器人在貼了戲法貼的筆直外表上下降時足部產(chǎn)生的力。他們發(fā)現(xiàn),實(shí)驗中無尾機(jī)器人成功下降在筆直外表的概率只有15%,而有尾機(jī)器人的成功概率有55%。如果將尾巴長度縮短到原來的25%,機(jī)器人成功下降所需的足部力氣需要增加一倍以上。
結(jié)合現(xiàn)場觀測結(jié)果以及機(jī)器人剖析模型顯示,尾巴能經(jīng)過減少機(jī)器人貼在筆直面上所需的足力,進(jìn)步其下降安穩(wěn)性和成功率。研討結(jié)果表明,蜥虎在樹間滑行時,尾巴或許也起到了類似的效果。研討人員以為,與蜥虎尾巴類似的結(jié)構(gòu)或能協(xié)助飛行機(jī)器人(如無人機(jī))在筆直外表下降時起到安穩(wěn)效果。
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來源: 科技日報
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