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為(wei) 什麽(me) 壁虎降落在樹枝上如此穩當，而人類發明的仿生學機器人卻做不到？在英國《通訊·生物學》雜誌近日發表的一項動物學研究中，科學家通過大量實際觀察和精確模型分析指出，在樹間滑行的亞(ya) 洲蠍尾蜥虎（也稱亞(ya) 洲蠍虎）會(hui) 在降落時用尾巴穩定身體(ti) 。
蜥虎蜥在雨林的樹葉上，其跳向樹木時能用尾巴進行穩定。 圖片來源：《通訊·生物學》在線版
為(wei) 了更好地理解蜥虎尾巴的擺動在降落中的重要性，德國馬克斯·普朗克智能係統研究所科學家阿爾迪安·朱蘇飛及其同事此次利用高速攝像機，拍攝了30隻野生蜥虎從(cong) 高台上跳向附近一棵樹的過程，隨後再用一個(ge) 近景高速攝像機拍攝了其中16隻蜥虎降落時的運動。
研究團隊觀察到，蜥虎會(hui) 先用頭撞樹，再讓軀體(ti) 和尾巴朝後擺動。大部分著陸情況下（14次中的8次），蜥虎的身體(ti) 和頭部會(hui) 朝著遠離樹幹的方向擺動，導致它們(men) 失去對前足的控製，但它們(men) 會(hui) 將尾巴壓住樹幹以防止跌落。其中5隻蜥虎在降落時四腳全在樹幹上，另外一隻失去了控製，摔了下來。還有兩(liang) 隻無尾蜥虎在嚐試降落後也從(cong) 樹幹上摔了下來。
蜥虎降落至停住的動作順序。 圖片來源：《通訊·生物學》在線版
為(wei) 了研究蜥虎是如何利用尾巴擺動防止摔落的，研究團隊開發了兩(liang) 個(ge) 類似蜥虎的柔性機器人，並用彈射器發射，模擬從(cong) 滑行到高速降落的過程。這兩(liang) 個(ge) 機器人的身形比例類似蜥虎，但一個(ge) 機器人有像蜥虎一樣的尾巴，而另一個(ge) 沒有。研究人員測量了這兩(liang) 個(ge) 機器人在貼了魔術貼的垂直表麵上降落時足部產(chan) 生的力。他們(men) 發現，實驗中無尾機器人成功降落在垂直表麵的概率隻有15%，而有尾機器人的成功概率有55%。如果將尾巴長度縮短到原來的25%，機器人成功降落所需的足部力量需要增加一倍以上。
蜥虎機器人。 圖片來源：《通訊·生物學》在線版
結合現場觀測結果以及機器人分析模型顯示，尾巴能通過減少機器人貼在垂直麵上所需的足力，提高其降落穩定性和成功率。研究結果表明，蜥虎在樹間滑行時，尾巴可能也起到了類似的作用。研究人員認為(wei) ，與(yu) 蜥虎尾巴相似的結構或能幫助飛行機器人（如無人機）在垂直表麵降落時起到穩定作用。
科技日報記者 張夢然
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