斯坦福大学的工程师制造了可以栖息和抓取物体的鸟类机器人

受鸟类降落和栖息在树枝上的方式的启发，斯坦福大学的一个工程师团队建造了可以安装在无人机上的机器人抓手，使它们能够捕捉物体并抓住各种表面。

这一进步可以让飞行机器人在可能需要悬停的情况下节省电力——例如在搜索和救援任务中——或者帮助生态学家更轻松地在森林中收集数据。

“我们希望能够在任何地方着陆——从工程和机器人技术的角度来看，这就是让它令人兴奋的原因，”大卫·伦蒂克(DavidLentink)告诉法新社，他是科学机器人学杂志的合著者，他是周三发布的一篇关于该设计的论文。

该团队将他们的项目称为“受自然启发的定型空中抓取器”或SNAG。

机器人专家经常通过动物来解决困难的工程问题，但模仿鸟类经过数百万年的进化飞行和栖息的方式并非易事。

树枝的大小、形状和质地各不相同。它们可能被地衣或苔藓覆盖，或者可能因雨而滑。

该团队研究了他们之前在鹦鹉(第二小的鹦鹉种类)上收集的数据，使用高速摄像机观察鸟类如何降落在不同尺寸和材料的栖息处，包括木材、泡沫、砂纸和聚四氟乙烯。

栖息地还包含传感器，用于捕捉与着陆、栖息和起飞相关的力水平。

他们发现这些鸟以相同的方式接近每一次着陆，用它们的脚来处理它们遇到的任何变化。

具体来说，鸟类将爪子卷在鲈鱼周围，它们还有柔软、起皱的脚趾垫，可提供可靠的摩擦力。

该团队必须建造一个足够大的抓取器来支撑一架小型四轴无人机，因此他们的设计模仿了游隼的腿。

它有一个3D打印的结构，经过20次迭代才变得完美，电机和钓鱼线代表肌肉和肌腱。

它的抓握动作需要20毫秒，一旦缠绕在树枝上，右脚上的加速度计就会告诉机器人它已经着陆。

这反过来会触发平衡算法，使机器人向前倾斜以避免跌倒，再次像真正的鸟类一样。

完成的鸟类机器人成功地捕捉到了豆袋和网球等扔给它的物品，并能够在俄勒冈州的森林中降落在现实世界中。

除了无人机未来的潜在应用之外，Lentink表示，构建此类机器人可以产生对鸟类形态的新见解。

例如，该团队尝试了鸟类中最常见的两种脚趾排列——三个脚趾在前，一个在后，与两个在前，两个在后——发现它们对机器人的抓取能力没有影响.

这告诉生物学家，这些进化差异是由其他原因引起的。

“这项工作的部分潜在动机是创造我们可以用来研究自然世界的工具，”合著者威廉罗德里克在一份声明中说。