为什么壁虎跳得稳 而机器人跳不动？

为什么壁虎在树枝上着地那么稳，而人类发明的仿生机器人却不能？最近发表在英国杂志《通讯生物学》上的一篇动物学研究中，科学家们通过大量的实际观察和精确的模型分析指出，在树木间滑行的亚洲蝎尾虎妞(又名亚洲托卡奇)，落地时会用尾巴稳住身体。

为了更好地理解蜥蜴摆尾在着陆中的重要性，德国马普智能系统研究所的科学家阿尔迪安朱苏飞和他的同事们用高速摄像机拍摄了30只野生蜥蜴从高台跳到附近树上的过程，然后用近距离高速摄像机拍摄了其中16只在着陆时的动作。

研究小组观察到，蜥蜴会先用头撞树，然后让身体和尾巴向后摆动。在大多数着陆中(14次中的8次)，蜥蜴的身体和头部会摆动离开躯干，导致它们失去前脚的控制，但它们会将尾巴压在躯干上以防止摔倒。其中，五只蜥蜴虎落地时四只脚全部踩在树干上，另一只失去控制摔倒。两只无尾的蜥蜴虎在试图着陆后也从树干上掉了下来。

为了研究蜥蜴是如何利用尾巴摆动来防止坠落的，研究团队开发了两个类似蜥蜴的柔性机器人，并用弹射器发射，模拟从滑行到高速着陆的过程。这两个机器人在大小上类似于蜥蜴，但是一个机器人有一条像蜥蜴一样的尾巴，而另一个机器人没有。研究人员测量了这两个机器人用钩环降落在垂直表面时，脚产生的力。他们发现无尾机器人在垂直表面着陆的成功率只有15%，而有尾机器人的成功率为55%。如果将尾部长度缩短至原长度的25%，则机器人成功着陆所需的脚部力量需要增加一倍以上。

结合现场观测结果和机器人分析模型，表明尾部通过减少贴附垂直面所需的脚力，可以提高机器人的着陆稳定性和成功率。结果表明，蜥蜴的尾巴在树木间滑行时也可能起到类似的作用。研究人员认为，类似蜥蜴尾巴的结构可能有助于飞行机器人(如无人机)在垂直表面着陆时保持稳定。