壁虎是自然界的攀爬冠军。它们能轻易地爬过天花板和光滑的垂直表面，而且速度很快。一只垂直奔跑的壁虎一秒钟能跑出身体长度的15倍。到目前为止，科学家们一直专注于壁虎惊人的粘附性足部，但一项新研究表明，它们被忽视的攀爬装备——它们的尾巴——的重要性。壁虎用尾巴来阻止自己摔落，并在摔落时安全着陆。
壁虎的脚是生物工程的奇迹。它们不依靠胶水、吸力或静电，而是利用“范德华力”——当分子非常接近时结合在一起的弱力——来附着在表面上。这项技术是由罗伯特·富尔实验室的研究人员在几年前发现的。
每根脚趾上覆盖着数十万根细小的刚毛，而每根刚毛又细分为多达一千根更小的、仅200纳米长的铲形毛发。当壁虎迈步时，这些细小的毛发会渗入微观的缝隙和凹槽，因此，尽管壁虎每只脚只有五根脚趾，但它实际上是在数百万个不同的点上接触表面。
刚毛的分子会吸引表面的分子，虽然这些力单独来看都很弱，但它们的集体效应足以支撑壁虎。尽管如此，即使是壁虎也会有打滑的时候，这时尾巴就派上用场了。
攀爬
富尔实验室的阿迪安·朱苏菲观察了扁尾壁虎（Cosymbotus platyurus）攀爬由穿孔板制成的垂直轨道。这种材料很容易抓握，对具有粘附性的壁虎来说毫无挑战，它们轻松地向上奔跑，尾巴高高地举在表面之上。
但是，当朱苏菲在轨道上增加了一个光滑的区域时，导致壁虎的脚在攀爬过程中滑了一下，蜥蜴们通过用尾巴作为第五条腿来做出反应。仅在50毫秒内，每只壁虎都会反射性地将尾巴扫向墙壁，以稳住自己，防止身体向后倾斜。你可以在两个Quicktime电影中看到这一幕。
尾巴的反射帮助壁虎应对轻微的打滑，但即使失败了，壁虎也能应对。朱苏菲发现，在较大的打滑时，壁虎会用大部分尾巴压在墙上，就像自行车的支架一样。有了额外的支撑，即使蜥蜴的身体以60度的角度离开表面摇摆，它也能在一秒钟内调整好自己并重新获得立足点。同样，你也可以在这部电影中看到这种技巧。这种技巧总是奏效的；相反，尾巴断了的壁虎有五分之一的打滑无法恢复。
……以及滑翔
即使壁虎摔了下来（或者真的跳了下去），它们总是能用脚着陆（视频），其精确度通常归功于猫。但与扭转脊柱来重新定位自己的猫不同，在大多数跌落中，壁虎的身体保持完全僵直。同样，尾巴是关键。更容易摔落的无尾壁虎在落地前只能旋转大约一半的距离。
一旦离地，壁虎会张开四肢，并围绕着它那又大又肥的尾巴旋转，来将身体调整到正确的方向。如果壁虎旋转过度，它可以通过反方向旋转尾巴来再次调整。一旦它面朝下，它就可以利用脚趾之间和身体侧面的皮膜作为降落伞来减缓下落速度，并滑翔到地面，这是一个被称为“飞行的壁虎”的家伙也使用的技巧。整个过程在一秒钟内完成，比猫，或者任何有翼动物都要快得多。
一旦壁虎调整好方向，朱苏菲发现它们还可以用尾巴作为舵来控制滑翔方向，并控制身体的俯仰和偏航（电影在这里和这里）。当他将它们放在垂直风洞上方时，壁虎能够悬停在气柱中并滑翔到坚固的平台上。
机器人壁虎
朱苏菲的研究表明，扁尾壁虎的尾巴在它们的攀爬能力中起着积极作用。观察其他壁虎种类，或者其他蜥蜴是否使用相同的策略将是很有趣的。
不过，目前这项研究已经得到了不寻常但实用的应用——设计了一个名为RiSE（Scansorial Environment中的机器人）的爬墙机器人。该机器人（右图）可以爬上树木、栅栏和砖墙，它是基于富尔在壁虎和其他擅长爬墙的动物方面的研究。
讽刺的是，正是RiSE早期无尾版本的摔落，促使富尔首先开始研究壁虎尾巴的用途。现在，RiSE的工程师们根据实验室的最新发现，为他们的机器人增加了尾巴。这是技术启发科学，科学启发技术的绝佳案例。
参考: Jusufi, A., Goldman, D.I., Revzen, S., Full, R.J. (2008). From the Cover: Active tails enhance arboreal acrobatics in geckos. Proceedings of the National Academy of Sciences, 105(11), 4215-4219. DOI: 10.1073/pnas.0711944105
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