对壁虎着陆过程的新认识可能导致更灵活的机器人

壁虎在头先着地后用尾巴防止向后翻转，旁边还有一个仿生机器人在做同样的事情  Ardian Jusufi/Andre Wee

当跳跃的壁虎头朝下撞向树干等垂直表面时，它们能够附着在该表面上，而不是反弹掉到地上。科学家们已经发现了允许他们这样做的原因，并在一个小型机器人上复制了这种能力。

这项新研究由加利福尼亚大学教授伯克利教授、德国最大智能系统研究院Ardian Jusufi博士、英国塞瑞大学Robert Siddall博士和纽约锡耶纳学院Gregory Byrnes博士领导。

在新加坡的几个野外季节里，Jusufi拍摄并分析了许多亚洲平尾壁虎（Hemidactylus platyurus）在树干间跳跃/滑行的慢镜头视频。尽管这些动物试图避免尴尬的头先着地，但当它们最终这样做时，它们的速度大约为每秒6米（20英尺）。

当它们的头、肩和前腿从树上反弹回来时，蜥蜴能够用它们紧握的后脚抓住树干。这为它们提供了将长尾向下压在树上的杠杆，使附肢起到支撑作用，防止它们向后翻转并坠落到丛林地板上。


壁虎着陆技术的说明   费利佩·瓦尔加斯

这一支撑机制随后被科学家们设计的3D打印软体机器人所复制。该设备有四个维可牢尼龙搭扣覆盖的脚、一条尾巴和一个内部机动肌腱，每当前腿与地面发生硬接触时，该肌腱会自动触发，以向下按压尾巴。

当机器人被弹射到毛毡覆盖的墙壁上时，55%的时间它都能紧紧抓住而不向后脱落。虽然这听起来可能不太妙，但当它的尾巴被移除后，成功率下降到了15%。这与在野生壁虎身上观察到的情况一致——有尾巴的个体成功率为87%，但那些自然地在捕食者或其他灾难中失去尾巴的个体几乎完全失败。


在斯图加特的生物机器人和躯体系统运动实验室里，Ardian Jusufi（左）和Rob Siddall（右）与壁虎机器人一起工作    Wolfram Scheible

Jusufi说：“有了这个机器人，我们能够测量一些我们在野外用壁虎无法测量的东西。”。“着陆时碰撞产生的壁面反作用力证实，尾部是促进亚临界滑翔着陆的关键部分。我们的软机器人着陆器不仅有助于在另一个领域产生碰撞，而且还可以通过增强鲁棒性和简化控制来帮助改善机器人的运动。”

资料来源：加利福尼亚大学伯克利、马克斯.普朗克通过EurkAlg预警的智能系统研究所