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像迅猛龙一样的机器人,可能拯救你的生命

壁虎(可能还有恐龙)使用的一种平衡技巧,正在帮助制造更灵活、更有用的救援机器人。

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各就各位,预备,跑!尾巴机器人可能没有飞龙蜥蜴(左)或已灭绝的迅猛龙(右)的速度,但它同样擅长在空中操纵尾巴,以实现完美着陆。Torsten Wittmann 博士/科学图片库

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生物学家 Robert Full 的实验室里挤满了运动中的生物:四处乱窜的螃蟹、爬行的蜈蚣、徘徊的壁虎。这些动物为他和他在加州大学伯克利分校的同事们提供了灵感,他们正在制造快速、稳定和敏捷的机器人。1 月份,Full 利用他对跳跃蜥蜴的分析,设计了一种坚固的机器人,可以在地震或其他灾难发生后穿过瓦砾。

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Full 的突破来自于观察非洲 飞龙蜥蜴,它们具有非凡的能力,在空中跳跃后能完美着陆。Full 发现,蜥蜴在飞行过程中通过上下移动尾巴来抵消身体的运动并保持自身稳定。他考虑了如何将这种技术应用于搜救机器人,因为搜救机器人必须在穿越危险地形时保持直立。

几个月内,Full 和他的团队制造了一种四轮、一英尺长的车辆,带有一个坚硬的尾部,他们将其称为 Tailbot。当它在没有任何发射后调整的情况下从坡道上驶下时,Tailbot 一头扎进了地面。但是,当机器人离开坡道后抬起尾巴时——刚好足以弥补车辆的向前倾斜——它着陆的甚至比蜥蜴还要优雅。Full 和他的团队现在正在研究一种机器人,如果它在空中开始向左或向右倾斜,它可以自行稳定。

Full 对蜥蜴的分析也把他带入了一个陌生的领域:古生物学。他发现了一些 40 年前的科学论文,表明 迅猛龙——一种快速的掠食性恐龙——使用了类似的身体稳定技巧。Full 根据迅猛龙的骨骼结构,建立了一个关于这种生物如何运动的数学模型,并发现迅猛龙可能和现在的蜥蜴一样,甚至比现在的蜥蜴更擅长利用尾巴保持直立。虽然 Full 永远无法证实他的理论,但他能够评估电影《侏罗纪公园》中电脑生成的迅猛龙的运动。“如果你观看迅猛龙从阳台上跳下来的那个场景,”他说,“它完美地移动了尾巴。”

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