一种新开发的仿生空中机器人可以降落在各种树枝上并像鸟一样携带物体。“鸟类在各种复杂的表面上起飞和降落”，而“当前的机器人在动态抓取不规则物体的能力方面受到限制，”发表在《科学机器人学》上的一篇新研究论文的开头段宣称。的确，鸟类着陆看起来很轻松，但“模仿鸟类如何飞行和栖息并不容易”，斯坦福大学的机器人专家、该研究的合著者威廉罗德里克在斯坦福发布的新闻稿中解释道。

Roderick 与斯坦福大学的工程师 Mark Cutkosky 和 ​​David Lentink(现就职于荷兰格罗宁根大学)合作，试图打造一个真正的栖息机器人。利用专注于动物灵感机器人的 Cutkosky Lab 和专注于鸟类灵感空中机器人的 Letink Lab 的见解，该团队设计、建造和测试了一种“可以动态栖息在复杂表面上并抓取不规则物体的仿生机器人” ，”该论文称。

这种新装置被称为 SNAG，代表“刻板的自然灵感的空中抓取器”。通过“刻板印象”，工程师指的是鸟类着陆时的公式化行为。先前的研究表明，无论表面如何，鸟类都采用相同的抓取技术。正如罗德里克所说，鸟类“让脚来处理表面纹理本身的可和复杂性”。

SNAG 的脚和腿模仿游隼的脚和腿，但这个机器人不是用翅膀，而是用四轴无人机飞行。它由轻质材料制成，可承载自身重量的 10 倍。该机器人的“骨骼”由 3D 打印塑料制成，而其肌肉和肌腱则由马达和钓鱼线制成。每条腿都有自己的马达，可以有 14 个自由度。工程师们在他们的论文中写道，SNAG 臀部上的伺服电机“在栖息前将腿定位，并在着陆后通过将重心旋转到栖息地中心来平衡机器人，就像一只鸟一样”。

落地时，双腿吸收冲击能量并将其转化为抓握力。快速离合动作发生的持续时间小于 50 毫秒。一旦爪子抓住树枝，脚踝就会锁定，加速度计会感应着陆，触发平衡算法以实现稳定。实验表明，触发时机至关重要。工程师写道：“太早会使腿僵硬而无法完全塌陷，而太晚会减少吸收的能量，从而增加损伤的可能性，”工程师写道，并补充说“腿部肌肉和肌腱张力开始的时间可能对鸟类同样重要和其他动物。”

SNAG 的受控测试是在实验室和森林环境中进行的。机器人以不同的速度和方向在一堆不同的树枝上发射。SNAG 还能够抓住用手抛掷的物体，例如玉米洞袋和网球。

SNAG 的未来版本可以进行野生动物监测、搜救和环境研究。“这项工作的部分潜在动机是创造我们可以用来研究自然世界的工具，”罗德里克说。“如果我们有一个可以像鸟一样行动的机器人，那将开启研究环境的全新方法。” 事实上，它已经做了一些后者，因为空中机器人使用机载温度和湿度传感器测量了俄勒冈州偏远森林中的小气候。

SNAG 还可以提供对生物学的新见解，而且它已经在这方面做了一些工作。除了上述关于腿部肌肉时机和肌腱张力发作的见解外，工程师们还了解到，在栖息性能方面，脚趾的排列并不重要。根据这项研究，这似乎表明“栖息不会形成一种进化选择压力，它本身就可以解释树栖鸟类脚趾的多样性”。

随着 SNAG 轻松着陆，该团队现在正期待改进着陆前要素，如态势感知和飞行控制。我们非常期待看到工程师们将这个激动人心的项目带到哪里去。