一款可以精準(zhǔn)模仿鳥類的機(jī)器人

想象一只鴿子棲息在電話線上。準(zhǔn)備起飛時(shí)，它會(huì)揚(yáng)起翅膀，往空中一躍，拍打著翅膀飛走。這一系列動(dòng)作是如此司空見慣，以至于你可能不會(huì)關(guān)注其中的細(xì)節(jié)。但是，英國曼徹斯特大學(xué)的生物力學(xué)專家本·帕斯洛（Ben Parslew）對(duì)此很感興趣。他正試圖設(shè)計(jì)能像鳥一樣跳躍的機(jī)器人。

大多數(shù)傳統(tǒng)的機(jī)器人都是靠輪子驅(qū)動(dòng)，這限制了機(jī)動(dòng)性?，F(xiàn)在需要一種更靈活的機(jī)器人，“能夠在雜亂的環(huán)境中跳過障礙物或碎片，”帕斯洛說。為了設(shè)計(jì)這樣一臺(tái)機(jī)器人，他從大自然中尋找靈感：“鳥類其實(shí)很擅長跳躍?！?/p>

問題在于，當(dāng)鳥類準(zhǔn)備起飛時(shí)，它們的身體會(huì)向前傾斜，根據(jù)物理規(guī)律，它們會(huì)栽倒在地上，喙先著地。然而這并沒有發(fā)生。帕斯洛和他的團(tuán)隊(duì)利用計(jì)算機(jī)建模，從而模擬鳥類是如何避免這種跌倒的。他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)鳥類在蓄力起跳時(shí)，它們的身體會(huì)稍微向后旋轉(zhuǎn)，同時(shí)它們強(qiáng)有力的腿和腳趾關(guān)節(jié)也可以防止它們?cè)谄鹛罅⒓磯嬄涞降孛嫔?。研究結(jié)果發(fā)表在《英國皇家學(xué)會(huì)開放科學(xué)》（Royal Society Open Science）上。

帕斯洛認(rèn)為，工程師們可以利用這些信息設(shè)計(jì)出不僅能夠跳躍而且還能更有效地發(fā)射升空的機(jī)器人。大多數(shù)人工設(shè)計(jì)的飛行器起飛需要長跑道（比如飛機(jī)），或者平坦穩(wěn)定的地面（比如直升機(jī)或無人機(jī)）。不管怎樣，它們都需要一段時(shí)間來克服重力才能升空。

任職于南加利福尼亞大學(xué)的生物力學(xué)專家邁克爾·哈比卜（Michael Habib，未參與這項(xiàng)研究）說，彈簧和制動(dòng)桿的加速效率高于輪子和軸，許多動(dòng)物都能熟練運(yùn)用這項(xiàng)天賦?！耙恢患邑?jiān)?0米內(nèi)的沖刺速度能超過蘭博基尼暗黑破壞神（Lamborghini Diablo），”他說。正是由于汽車是轉(zhuǎn)軸加速，而貓是彈射加速。鳥類的起飛彈跳也是基于同樣的原理。

“如果理解了其中的原理，”哈比卜補(bǔ)充道，“你就能制造出一個(gè)善于奔跑、飛行，并能在各種條件下立即起飛的機(jī)器人，它還能降落在一角硬幣大小的表面上?！迸了孤瀣F(xiàn)在正在設(shè)計(jì)這樣一種機(jī)器人，從而代替輪式漫游者，更好地探索其他行星。