斯坦福大學的工程師制造了可以棲息和抓取物體的鳥類機器人

受鳥類降落和棲息在樹枝上的方式的啟發，斯坦福大學的一個工程師團隊建造了可以安裝在無人機上的機器人抓手，使它們能夠捕捉物體并抓住各種表面。

這一進步可以讓飛行機器人在可能需要懸停的情況下節省電力——例如在搜索和救援任務中——或者幫助生態學家更輕松地在森林中收集數據。

“我們希望能夠在任何地方著陸——從工程和機器人技術的角度來看，這就是讓它令人興奮的原因，”大衛·倫蒂克(DavidLentink)告訴法新社，他是科學機器人學雜志的合著者，他是周三發布的一篇關于該設計的論文。

該團隊將他們的項目稱為“受自然啟發的定型空中抓取器”或SNAG。

機器人專家經常通過動物來解決困難的工程問題，但模仿鳥類經過數百萬年的進化飛行和棲息的方式并非易事。

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

該團隊研究了他們之前在鸚鵡(第二小的鸚鵡種類)上收集的數據，使用高速攝像機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、棲息和起飛相關的力水平。

他們發現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。

該團隊必須建造一個足夠大的抓取器來支撐一架小型四軸無人機，因此他們的設計模仿了游隼的腿。

它有一個3D打印的結構，經過20次迭代才變得完美，電機和釣魚線代表肌肉和肌腱。

它的抓握動作需要20毫秒，一旦纏繞在樹枝上，右腳上的加速度計就會告訴機器人它已經著陸。

這反過來會觸發平衡算法，使機器人向前傾斜以避免跌倒，再次像真正的鳥類一樣。

完成的鳥類機器人成功地捕捉到了豆袋和網球等扔給它的物品，并能夠在俄勒岡州的森林中降落在現實世界中。

除了無人機未來的潛在應用之外，Lentink表示，構建此類機器人可以產生對鳥類形態的新見解。

例如，該團隊嘗試了鳥類中最常見的兩種腳趾排列——三個腳趾在前，一個在后，與兩個在前，兩個在后——發現它們對機器人的抓取能力沒有影響.

這告訴生物學家，這些進化差異是由其他原因引起的。

“這項工作的部分潛在動機是創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。