最新研究发现蜥虎降落以尾助稳 或可用于飞行机器人

最新研究发现蜥虎降落以尾助稳 或可用于飞行机器人
中新网北京9月3日电 (记者 孙自法)施普林格·自然旗下开放获取专业学术期刊《通讯-生物学》最新发表一篇动物学研究论文称,在树间滑行的亚洲蝎尾蜥虎(也称亚洲蝎虎)可能会在降落时用尾巴进行稳定。这一研究或可应用于相关机器人研制,帮助无人机等飞行机器人在垂直表面降落时起到稳定作用。蜥虎在雨林的树叶上(图片来自Ardian Jusufi实验室)。 施普林格·自然 供图蜥虎降落至停住的动作顺序(图片来自Andre Wee)。 施普林格·自然 供图  论文通讯作者、德国马克斯·普朗克智能系统研究所阿迪安·朱苏菲(Ardian Jusufi)及同事为更好理解蜥虎尾巴摆动在降落中的重要性,他们利用高速摄像机拍摄了30只野生蜥虎从高台上跳向附近一颗树的过程,随后再用一个近景高速摄像机拍摄了其中16只蜥虎降落时的运动。蜥虎机器人2(图片来自Ardian Jusufi实验室)。 施普林格·自然 供图  该研究团队观察到,蜥虎会先用头撞树再让躯体和尾巴朝后摆动。大部分着陆情况下(14次中的8次),蜥虎的身体和头部会朝着远离树干的方向摆动,导致它们失去对前足的控制,但它们会通过将尾巴压住树干来防止跌落。其中,5只蜥虎在降落时四脚全在树干上,另外一只失去控制,摔了下来。还有两只无尾蜥虎在尝试降落后也从树干上摔了下来。  为进一步研究蜥虎如何利用尾部摆动防止摔落,论文作者开发出两个类似蜥虎的柔性机器人,并用弹射器发射,模拟从滑行到高速降落的过程。这两个机器人的身形比例类似蜥虎,但一个机器人有一个蜥虎一样的尾巴,另一个没有。蜥虎机器人1(图片来自Ardian Jusufi实验室)。 施普林格·自然 供图  通过测量这两个机器人在贴了魔术贴的垂直表面上降落时足部产生的力,研究团队发现,实验中无尾机器人成功降落在垂直表面的概率只有15%,而有尾机器人的成功概率有55%。如果将尾巴长度缩短到原来的25%,机器人成功降落所需的足部力量需要增加一倍以上。现场观测结果以及机器人和分析模型显示,尾巴能通过减少机器人贴在垂直面上所需的足力,提高其降落稳定性和成功率。一只蜥虎停在树干上(图片来自Ardian Jusufi实验室)。 施普林格·自然 供图  这项研究结果表明,蜥虎在树间滑行时,尾巴可能也起到类似的稳定作用。论文作者认为,与蜥虎尾巴相似的结构或能帮助无人机等飞行机器人在垂直表面降落时起到稳定作用。(完) 责编:海闻作用。(完)【编辑:王祎】

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