Alexander Bardi-Spröwitz看到比平均工程师更加解释了鸵鸟。12年前的研究人员，现在在德国斯图加特的Max Planck智能系统研究所，正在尝试设计一条腿机器人基于鸟生物学。麻烦的是，大多数生物学家没有描述工程友好术语的动物解剖学。“建立机器人并不是他们的目标，”Bardi-Spröwitz笔记。“这对我来说是一个工程师有点令人沮丧，因为我需要某些类型的信息。”
然后他遇到了一位兽医科学家Monica Daley，然后在英格兰的皇家兽医学院，他向他提供了兽医学生的博士后职位。“这让我想着我们如何利用我们的理解运动和动物戴利说，开发更多敏捷机器人。现在，这种兽医经验和硬机器人的组合已得到报酬。两位研究人员以及Bardi-Spröwitz的实验室成员，创造了Birdbot.- 可以有一天探索茂密的森林等地形，其中轮型或踩踏机器人无法移动。他们的结果在3月16日在科学机器人中描述。
对于机器人来说，鸟类做出了特别有趣的学习，因为他们就像人类一样，直立在两条腿上行走。“Given that there are around 10,000 living species of bird and only one species of human, birds have a lot to offer us in understanding how bipedalism can work,” says Peter Bishop, a biomechanics researcher at Harvard University’s Museum of Comparative Zoology, who was not involved in BirdBot’s creation.
这种信息对于那些想要复制BipeDal LopOomotion的人至关重要。Bardi-Spröwitz解释说，这样做“非常艰难，因为有很多苛刻的影响，”“就好像你要不断落地一架飞机。”当一个跑步的脚撞到地面时，它的力量高达三倍的跑步者的体重;即使是行走倍增，又将力量乘以大约1.5。双人鸟（或禽流感机器人）不仅必须处理这种重复的碰撞;它还必须能够在一只脚上平衡。
为了在移动的同时直立地保持小鸟，团队设计了一个弹簧加载的系统，能够在伸展和弯曲的肢体位置之间快速切换。“关键点是将脚视为机械触发在这两个州之间切换的脚，”Bardi-Spröwitz说。像人类一样，鸟类有肌肉和肌腱，在多个关节上延伸，形成滑动式结构，可以在某些方面自动移动连接的骨骼。但与人腿不同，最大化以这种方式连接的两个关节，鸟肢的肌肉和肌腱可以跨越五个关节。Birdbot使用五个联合网络，以模仿飞行鸟的腿部运动，例如鸵鸟，因为它在野外运行。
该设置通过允许鸟的腿移动得比其神经系统能够更快地移动。虽然神经冲动可能似乎瞬间，但他们需要一些时间从大脑到肌肉行驶。但是用五个关节肌肉网络，一只鸟不必单独发出每肌。它只是移动一个，整个系统都会触发。“这就像傀儡大师从顶部控制一切，”Daley说。对于Bardi-Spröwitz的团队，该安排消除了在Birdbot的腿上有很多复杂的平衡和压力传感器的需求。这使得机器人的光滑剂，易于扩展的尺寸和功率密集较小，与类似机器人相比的尺寸约75％。
“他们所示的是，通过稳定的联合使用这一点，您有一个非常优雅的能源方式，”英格兰南安普敦大学的生物力学工程师Markus Heller说，他不参与Birdbot项目。“而且你有没有需要一个非常复杂的控制机制。”
Bishop说该项目是“最好的科学。”但他看到了未来的鸟鸟设计的改善室。例如，机器人的当前版本只能沿一个平面移动：向前和向后但不侧向。“所有肢体关节都是简单的铰链，所以机器人更像'2.5-D'，”他说（而不是完全三维）。
Bardi-Spröwitz希望在以后的迭代中解决这个限制。理想情况下，他希望在林业和可持续的农业实践中举行人类（或脚）的Avian启发机器人。一些农场已经采用了自治拖拉机来帮助田地和喷雾作物，但这些轮式机器人在不均匀或茂密的地形上都是无用的。“有腿的机器人可以克服那些障碍机器人目前被封锁的障碍物，”Bardi-Spröwitz说。这将使他们允许复杂的跨文化农场，例如，穿越深入森林以监测落下的树木。
此类研究也可能会使生物学家和工程师更接近地理解鸟类身体的复杂性 - 以及我们自己的。“我们50年前去了月亮，”海尔说。“但是，如果你今天问我们，'膝盖真的是如何工作的吗？”我认为我们仍然没有完全确定所有细节。“
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