據(jù)外媒 NewScientist 今日?qǐng)?bào)道，澳大利亞陽(yáng)光海岸大學(xué)的 Christofer Clemente 和他的團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一款體長(zhǎng)約 24 厘米的仿生蜥蜴機(jī)器人。
該機(jī)器人或可用于揭示蜥蜴等爬行動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)原理。本研究中，研究人員通過(guò)比較仿生機(jī)器人與真實(shí)蜥蜴的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，揭示了蜥蜴進(jìn)行垂直攀爬運(yùn)動(dòng)的兩大要領(lǐng)：四肢、脊椎配合移動(dòng)，保持適宜的移動(dòng)速度。
這項(xiàng)研究已經(jīng)發(fā)表在英國(guó)皇家學(xué)會(huì)(Royal Society)網(wǎng)站上，論文題目為《使用仿生攀爬機(jī)器人來(lái)探索蜥蜴攀爬的表演景觀(Using a biologically mimicking climbing robot to explore the performance landscape of climbing in lizards)》
一、前后肢配合旋轉(zhuǎn)，抓墻更穩(wěn)
Clemente 團(tuán)隊(duì)將蜥蜴機(jī)器人與家中壁虎、澳洲水龍等真正的蜥蜴放在一起，進(jìn)行垂直攀爬測(cè)試，并將整個(gè)過(guò)程拍攝下來(lái)進(jìn)行分析。
測(cè)試發(fā)現(xiàn)，當(dāng)蜥蜴機(jī)器人的前肢向外旋轉(zhuǎn) 20 度，后肢向外旋轉(zhuǎn) 100 度時(shí)，它可以穩(wěn)穩(wěn)地待在墻上。當(dāng)它的四肢以同樣的角度向內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，也同樣可以在墻面上保持穩(wěn)定。而據(jù) Clemente 描述，在自然界中蜥蜴的四肢只能以這個(gè)角度向外旋轉(zhuǎn)。
他們還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)蜥蜴機(jī)器人結(jié)合四肢和脊柱運(yùn)動(dòng)時(shí)，它可以爬得最遠(yuǎn)。雖然脊柱只能做彎曲 50 度左右的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，只旋轉(zhuǎn)脊柱也可以使機(jī)器人移動(dòng)，但肢體的大量運(yùn)動(dòng)配合脊椎的少量運(yùn)動(dòng)才是最有效的方式。
二、爬升速度適中，距離更遠(yuǎn)
研究發(fā)現(xiàn)，無(wú)論對(duì)蜥蜴還是機(jī)器人，控制適當(dāng)?shù)乃俣榷际窃黾迂Q直爬行距離的有效方法——既不要太快，也不要太慢。
在測(cè)試中，當(dāng)機(jī)器人爬升速度超過(guò)其最高速度的 70% 或低于最高速度的 40% 時(shí)，它都有一半的幾率會(huì)掉下來(lái)。在這個(gè)區(qū)間里有一個(gè)最佳位置，使它保持在墻上不掉下來(lái)。而實(shí)際的蜥蜴通常以它們最大奔跑速度的 60% 到 80% 爬升，以保持它們對(duì)墻壁的抓地力。
結(jié)語(yǔ)：關(guān)注自然，會(huì)帶來(lái)新技術(shù)的啟迪
在古老的時(shí)代，諸如蠑螈的陸生四足動(dòng)物只能通過(guò)脊椎的旋轉(zhuǎn)來(lái)移動(dòng)，而隨著進(jìn)化的進(jìn)程，現(xiàn)代爬行動(dòng)物找到了更適合攀爬的動(dòng)作。或許，進(jìn)化和仿生機(jī)器人的研發(fā)有著相似的進(jìn)程，朝著相似的方向發(fā)展。
正如 Clemente 所說(shuō)：“要制造更高效的機(jī)器人，我們首先應(yīng)該關(guān)注自然。”
