受鳥類降落和棲息在樹枝上的方式的啟發(fā)，斯坦福大學(xué)的一個(gè)工程師團(tuán)隊(duì)建造了可以安裝在無人機(jī)上的機(jī)器人抓手，使它們能夠捕捉物體并抓住各種表面。

這一進(jìn)步可以讓飛行機(jī)器人在可能需要懸停的情況下節(jié)省電力——例如在搜索和救援任務(wù)中——或者幫助生態(tài)學(xué)家更輕松地在森林中收集數(shù)據(jù)。

“我們希望能夠在任何地方著陸——從工程和機(jī)器人技術(shù)的角度來看，這就是讓它令人興奮的原因，”大衛(wèi)·倫蒂克(DavidLentink)告訴法新社，他是科學(xué)機(jī)器人學(xué)雜志的合著者，他是周三發(fā)布的一篇關(guān)于該設(shè)計(jì)的論文。

該團(tuán)隊(duì)將他們的項(xiàng)目稱為“受自然啟發(fā)的定型空中抓取器”或SNAG。

機(jī)器人專家經(jīng)常通過動(dòng)物來解決困難的工程問題，但模仿鳥類經(jīng)過數(shù)百萬年的進(jìn)化飛行和棲息的方式并非易事。

樹枝的大小、形狀和質(zhì)地各不相同。它們可能被地衣或苔蘚覆蓋，或者可能因雨而滑。

該團(tuán)隊(duì)研究了他們之前在鸚鵡(第二小的鸚鵡種類)上收集的數(shù)據(jù)，使用高速攝像機(jī)觀察鳥類如何降落在不同尺寸和材料的棲息處，包括木材、泡沫、砂紙和聚四氟乙烯。

棲息地還包含傳感器，用于捕捉與著陸、棲息和起飛相關(guān)的力水平。

他們發(fā)現(xiàn)這些鳥以相同的方式接近每一次著陸，用它們的腳來處理它們遇到的任何變化。

具體來說，鳥類將爪子卷在鱸魚周圍，它們還有柔軟、起皺的腳趾墊，可提供可靠的摩擦力。

該團(tuán)隊(duì)必須建造一個(gè)足夠大的抓取器來支撐一架小型四軸無人機(jī)，因此他們的設(shè)計(jì)模仿了游隼的腿。

它有一個(gè)3D打印的結(jié)構(gòu)，經(jīng)過20次迭代才變得完美，電機(jī)和釣魚線代表肌肉和肌腱。

它的抓握動(dòng)作需要20毫秒，一旦纏繞在樹枝上，右腳上的加速度計(jì)就會(huì)告訴機(jī)器人它已經(jīng)著陸。

這反過來會(huì)觸發(fā)平衡算法，使機(jī)器人向前傾斜以避免跌倒，再次像真正的鳥類一樣。

完成的鳥類機(jī)器人成功地捕捉到了豆袋和網(wǎng)球等扔給它的物品，并能夠在俄勒岡州的森林中降落在現(xiàn)實(shí)世界中。

除了無人機(jī)未來的潛在應(yīng)用之外，Lentink表示，構(gòu)建此類機(jī)器人可以產(chǎn)生對(duì)鳥類形態(tài)的新見解。

例如，該團(tuán)隊(duì)嘗試了鳥類中最常見的兩種腳趾排列——三個(gè)腳趾在前，一個(gè)在后，與兩個(gè)在前，兩個(gè)在后——發(fā)現(xiàn)它們對(duì)機(jī)器人的抓取能力沒有影響.

這告訴生物學(xué)家，這些進(jìn)化差異是由其他原因引起的。

“這項(xiàng)工作的部分潛在動(dòng)機(jī)是創(chuàng)造我們可以用來研究自然世界的工具，”合著者威廉羅德里克在一份聲明中說。