【據(jù)美國(guó)斯坦福大學(xué)網(wǎng)站2021年12月1日?qǐng)?bào)道】美國(guó)斯坦福大學(xué)的科研人員受鳥類啟發(fā)，開發(fā)了一種可以使機(jī)器人像鳥一樣降落棲息的技術(shù)。研究人員將這種被稱為“自然啟發(fā)空中抓取器”（stereotyped nature-inspired aerial grasper，SNAG）的技術(shù)集成在四軸飛行器上，從而制造出來一種可以四處飛行、抓取和攜帶物體、并棲息在各種表面的機(jī)器人。
研究人員通過高速攝像機(jī)觀察發(fā)現(xiàn)，鳥類不管降落在什么表面，其空中動(dòng)作都是一樣的，都是利用鳥爪來應(yīng)對(duì)降落表面紋理的多樣性和復(fù)雜性?？紤]到四軸飛行器的尺寸，研究人員參照游隼的腿部結(jié)構(gòu)，利用3D打印技術(shù)制作了SNAG的支撐結(jié)構(gòu)，并用馬達(dá)和釣魚線代替了肌肉和肌腱。SNAG的每條腿部都有兩部馬達(dá)，一部負(fù)責(zé)來回移動(dòng)，另一個(gè)負(fù)責(zé)控制抓握。
受鳥類踝關(guān)節(jié)周圍肌腱運(yùn)動(dòng)方式的啟發(fā)，SNAG腿部也有一個(gè)類似機(jī)構(gòu)來吸收著陸時(shí)的沖擊能量，并被動(dòng)地將其轉(zhuǎn)化為抓取力。SNAG擁有一個(gè)特別強(qiáng)大和高速的離合器，可以在20毫秒內(nèi)觸發(fā)關(guān)閉。一旦纏上樹枝，SNAG的腳踝就會(huì)鎖定，右腳上的加速度計(jì)會(huì)報(bào)告機(jī)器人已經(jīng)著陸，并觸發(fā)平衡算法來穩(wěn)定。
科研人員在受控環(huán)境下證實(shí)了SNAG抓取物體的能力，為了顯示這項(xiàng)研究潛在的多樣性，研究人員還用它比較了不同類型的鳥類腳趾排列，并測(cè)量了美國(guó)俄勒岡偏遠(yuǎn)森林的小氣候。總的來說，SNAG表現(xiàn)得非常好。下一步科研人員的開發(fā)重點(diǎn)可能會(huì)集中在機(jī)器人著陸前的場(chǎng)景，比如改善機(jī)器人的態(tài)勢(shì)感知和飛行控制。
該項(xiàng)研究得到了美國(guó)空軍科學(xué)研究辦公室和美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)的資助，相關(guān)論文《Bird-inspired dynamic grasping and perching in arboreal environments》已在Science Robotics期刊上發(fā)表。
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