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          是什么让鸟在坚持自己的着陆这么好?

          做出更好的机器人的兴趣,研究人员设计的传感器包装栖息检测着陆期间parrotlets采用的精确力。

          A bird landing on a branch

          通过研究已经进化了数百万年的自然系统,什么是可能的感觉出现。 |库尔特·希克曼的形象礼貌

          在五个高速摄像机众目睽睽之下,一个名为加里小,淡蓝色的鸟等待信号飞行。

          戴安娜下巴,研究生在申博体育和加里的教练,指出她的手指到高位约20英寸的距离。这里的蹊跷之处是鲈鱼覆盖聚四氟乙烯,使它看似不可能稳定地把握。

          和不同材料的其他栖息 - 加里 - 对聚四氟乙烯成功着陆是教学研究人员,他们会如何创建土地像鸟儿一样的机器。

          “现代天线机器人通常需要或者跑道或便于起飞和着陆的平坦表面。换鸟,几乎无处不是一种潜在的着陆点,即使在城市,”下巴,谁是部分说 实验室 的 大卫lentink,机械工程助理教授。 “我们真的想了解他们是如何做到这一点,所涉及的动力和力量。”

          即使是最先进的机器人都远不及动物的把握能力具有不同的形状,大小和质地的物体的时候。因此,研究人员收集到的有关加里和其他两只鸟如何降落在不同种类的表面,包括各种覆盖泡沫,砂纸和聚四氟乙烯天然栖息和人工栖息的数据。

          “这是没有什么不同,询问奥运体操运动员的聚四氟乙烯覆盖的高杆土地没有粉化他们的手,说:” lentink,谁是论文的资深作者。然而,parrotlets做什么人看着不费力,似乎几乎是不可能的。

          该小组的研究, 发表 译者: 6 网上生活, 还包括了鸟类的爪子和脚产生的摩擦力的详细研究。从这项工作中,研究人员发现,秘密到parrotlet的栖息通用性的抓地力。

          “当我们看一个人跑,松鼠跳跃或鸟,很显然,我们还有很长的路要走我们的技术可以,无论是在效率方面和控制的运动能力达到这些动物的复杂的潜力,”威廉说罗德里克,一名研究生在机械工程中的lentink实验室 实验室 的 马克cutkosky在申博体育开户弗莱彻·琼斯的椅子。 “通过研究已经进化了数百万年的自然系统,我们可以做出巨大的进步向以前所未有的能力建设体系。”

          (非)粘附着陆

          在这一研究中栖息不是一般的宠物商店的股票。研究人员在一分为二他们,纵向,在那个大约有parrotlet的脚的中心对齐点。至于鸟而言,所述栖息感觉就像单个分支但每个半饱和的顶上其自身的6轴力/扭矩传感器。这意味着研究人员能够捕捉到的合力鸟在许多方向,以及这些势力半之间的差异提上高位 - 这表明如何努力,鸟挤压。

          之后鸟儿拍打到各类大小,柔软和滑爽的所有九个力感应栖息,集团开始分析降落的第一个阶段。比较不同鲈鱼面,他们希望看到的鸟是如何处理的鲈鱼和与它们降落力的差异,但是这不是他们发现了什么。

          “当我们第一次处理所有的数据的助跑速度和鹏鸟登陆部队,我们没有看到任何明显的差异,”下巴回忆。 “但后来我们开始研究的蹄爪的运动 - 他们是如何移动的细节 - 并发现它们适应他们坚持着陆。”

          在何种程度上鸟包裹自己的脚趾和卷曲它们的爪子,这取决于它们遇到着陆时有什么变化。在粗糙或湿软的表面 - 如中等大小的泡沫,砂纸和粗糙的木质栖架 - 他们的脚可能会产生高挤压的力与它们的爪子一点帮助。对人最难把握栖息 - 在绵木,聚四氟乙烯和大桦 - 鸟卷曲它们的爪子更大,拖动它们沿着鲈鱼表面,直到他们安全的基础。

          这个变量握表明,制造机器人时降落在各种表面,研究人员可以接近从一个成功着陆所需的登陆行动的控制分开。

          他们的测量结果还表明鸟类能够重新定位从一个可抓握的凸块或坑到另一个爪子在仅仅1到2毫秒。 (为了比较,它需要一个大约100到400毫秒闪烁人类)。

          鸟类和机器人

          在cutkosky和lentink实验室已经开始表征parrotlets如何从不同的表面起飞。与他们以前的工作探索parrotlets如何定位自己的环境相结合,该集团希望研究结果可以导致更灵活的飞行机器人。

          “如果我们可以将所有我们学习,我们可以开发双峰机器人,可以在广泛的不同环境的转变和从空气和增加我们今天所拥有的空中机器人的多功能性,”齐秦说。

          为了实现这一目标,罗德里克正在设计,将模仿鸟类的握持形态和物理机制。

          “这项工作,我很感兴趣的是其栖息的机器人,可以作为一个团队小小的科学家,使录音,自主,在森林或丛林实地调研行动的一个应用,”罗德里克说。 “我真的很喜欢从工程的基本原理绘图并将它们应用到新的领域,推动中先前已取得的成就和所谓的极限。”

          cutkosky是本文的合着者。

          这项研究是由美国国家科学基金会,科学研究空军办公室,机械工程斯坦福部和国防部的资助。

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