想象一只鸽子栖息在电话线上。准备起飞时,它会扬起翅膀,跃入空中,然后扑扇着翅膀飞走,可能是想在你汽车的挡风玻璃上留下它的名片。这一系列的动作太普通了,你可能不会太注意。但是曼彻斯特大学的生物力学工程师本·帕尔斯迪却有。他正在尝试设计能像鸟一样跳的机器人。

大多数传统机器人靠轮子滚动,限制了机动性。帕尔斯迪说,人们需要更灵活的机器人,“可以在杂乱的环境中跳过障碍或碎片”。为了设计这样的机器,他求助于大自然:“鸟类真的很擅长跳跃,”他说。

问题是,当鸟儿开始起飞时,它们的身体会向前倾得太厉害,根据物理学的规则,它们应该会翻到喙上。然而,这并没有发生。parkill和他的团队使用计算机建模来发现鸟类是如何避免这种命运的。他们发现,鸟类在加速跳跃时,身体会略微向后旋转。它们还有灵活的腿和脚趾关节,这可以防止它们短暂起飞,并立即撞向地面。研究结果发表在去年10月的英国皇家学会开放科学

parkill认为工程师可以利用这些信息来设计机器人,不仅能跳得好,还能更有效地起飞。大多数人类设计的飞行器要么需要很长的跑道(比如飞机),要么需要平坦稳定的表面(比如直升机或无人机)才能起飞。无论哪种方式,它们都需要一段时间来克服重力并上升。

南加州大学的生物力学家Michael Habib没有参与这项研究,他说弹簧和杠杆比车轮和车轴能提供更快的加速。许多动物都是弹簧和杠杆的高手。“一只家猫能在前100英尺内击败兰博基尼迪亚波罗,”他说。当汽车不得不加速时,猫会自动弹射起来跑起来。鸟类如何开始飞行也是同样的原理。

哈比卜补充说:“如果你能理解这是如何工作的,你就能造出一个既能跑又能飞的机器人,它还能在各种条件下突然起飞,并能在极小的地方降落。”帕尔舍现在正在设计这样一种机器人,作为探索其他行星的轮式漫游者的替代品。