北京9月3日電(新華社孫子發)Splinger Nature的開放擷取專業學術期刊《通訊生物學》近日發表動物學研究論文稱,在樹間滑行的亞洲蠍尾蜥蜴虎(又稱亞洲蠍尾虎)在着陸時尾巴可能會穩定下來。該研究可以應用于相關機器人的開發,以幫助無人機等飛行機器人在垂直表面上着陸時保持穩定。
蜥蜴老虎在熱帶雨林的葉子上(圖檔來自Ardian Jusufi實驗室)。斯普靈格自然
蜥蜴降落到停止的順序(圖檔來自Andre Wee)。斯普靈格自然
為了更好地了解蜥蜴尾巴擺動在着陸中的重要性,德國馬克斯普朗克智能系統研究所的作者Ardian Jusufi及其同僚使用高速相機捕捉了30隻野生蜥蜴從高平台跳到附近的樹上,然後使用特寫高速相機捕捉其中16隻在着陸時的運動。
蜥蜴老虎機器人2(圖檔來自Ardian Jusufi Labs)。斯普靈格自然
研究小組觀察到,蜥蜴在身體和尾巴向後擺動之前用頭撞樹。在大多數着陸中(14次中有8次),蜥蜴的身體和頭部從軀幹上擺動,導緻它們失去對前腳的控制,但它們通過将尾巴壓在軀幹上來防止跌倒。其中,五隻蜥蜴降落時四隻腳都放在樹幹上,而另一隻則失去了控制并摔倒了。另外兩隻無尾蜥蜴在試圖着陸後也從樹幹上掉了下來。
為了進一步研究蜥蜴老虎如何使用尾巴擺動來防止跌倒,作者開發了兩個類似蜥蜴的靈活機器人,這些機器人用彈射器發射,以模拟從滑行到高速着陸的過程。這兩個機器人的形狀與蜥蜴相似,但一個有類似蜥蜴的尾巴,而另一個則沒有。
蜥蜴老虎機器人1(圖檔來自Ardian Jusufi Labs)。斯普靈格自然
通過測量兩個機器人落在魔術貼紙垂直表面上時腳的力,研究小組發現,無尾機器人成功降落在垂直表面上的幾率隻有15%,而無尾機器人成功的可能性為55%。如果尾部長度減少到25%,機器人成功着陸所需的腳部力量需要增加一倍以上。現場觀察以及機器人和分析模型表明,尾巴通過減少垂直表面所需的力來提高機器人的着陸穩定性和成功率。
一隻蜥蜴老虎停在樹幹上(圖檔來自Ardian Jusufi實驗室)。斯普靈格自然
結果表明,當蜥蜴在樹木之間滑行時,尾巴可能具有類似的穩定效果。作者認為,類似于蜥蜴或無人機等飛行機器人的結構在垂直表面上着陸時可以起到穩定性的作用。(完整)
來源:中國新聞網