大自然無疑是人類最好的老師，人類受植物和動物生理特性啟發發明的裝置，可以廣泛應用于日常生活、醫療和軍事裝備等領域，如魯班鋸切、活線蟲藥物輸送和仿生變色龍軍事僞裝。
最近，受亞洲蜥蜴虎擺動尾巴的啟發，科學家們開發了兩種仿生蜥蜴老虎柔性機器人，可以在無人機等飛行機器人的平穩安全着陸中發揮關鍵作用。
圖檔|亞洲蜥蜴老虎軟體機器人模拟（來源：通信生物學）
9月2日，這篇論文發表在《通信生物學》雜志上，标題為"尾巴導緻滑動壁虎頭部向下撞擊軀幹頭部，以便穩定着陸"，作者是德國馬克斯普朗克智能系統研究所教授Adityan Giusuffi，他是一位傳播作家。
圖檔|相關論文（來源：通信生物學）
到目前為止，在鳥類，蝙蝠和許多昆蟲等動态飛行中，着陸力遠低于起飛力，着陸前速度的降低主要是通過翅膀實作的。對于松鼠，蜥蜴和青蛙等無翼動物，着陸會受到巨大的地面滑行的影響，并且它們會以相對較高的速度轉向着陸目标。
相比之下，與大多數滑翔機相比，該團隊研究的亞洲蜥蜴具有非常高的機翼載荷。通過記錄滑翔軌迹，研究小組發現亞洲蜥蜴滑翔角的陡度大約是蜥蜴等特殊滑翔機的兩倍，是其他動物的一半。
不同的物種有自己獨特的方式從空中落到垂直地面。該團隊專注于對生活在東南亞熱帶雨林中的蜥蜴虎進行定量分析，記錄亞洲蜥蜴在高速滑翔時的運動，發現亞洲蜥蜴在與樹幹接觸之前并沒有減速，而是通過調整頭部的沖擊力，身體接觸的角度和尾巴的擺動來防止跌倒。
圖檔|亞洲蜥蜴老虎從高架平台跳到樹枝的軌迹（來源：Communications Biology）
通過分組實驗，研究小組進一步探索了亞洲蜥蜴虎的平穩着陸是否與"尾巴擺動"密切相關。研究人員采集了30隻亞洲蜥蜴老虎的樣本，觀察它們從森林中跳到樹上，并用更準确的相機記錄了其中16隻蜥蜴的下行軌迹。
亞洲蜥蜴的着陸過程可以分為五個階段。首先，當亞洲蜥蜴跳到目标位置時，身體隻需要向上傾斜16±8.4度。當這個動作從空中完成時，軀幹的頭部和前部開始接觸和移動動能，頭部和軀幹的碰撞增加了角動量，導緻軀幹在軀幹下方移動。
接下來，亞洲蜥蜴的後腿接觸垂直分支的表面，而不是從樹上滑到森林地面，而是向腹部的方向拱起後腿。在第四階段，前腳開始從連接配接的樹枝上脫落。在最後階段，亞洲蜥蜴将尾巴壓在樹背上，身體部位開始向後旋轉，遠離對焦點。
對頭部樹枝的第一次撞擊會給亞洲蜥蜴虎帶來更大的俯仰角動能，通過擺動尾巴可以産生長臂力，讓蜥蜴的身體通過向後傾斜逐漸對沖這種力，最終以較小的力成功着陸。該團隊稱這種特殊行動為"防墜落反應"（FAR，跌倒反應）。
結果，研究小組發現了三種情況，其中大多數亞洲蜥蜴穩定地落在樹枝上，少數亞洲蜥蜴因為無法控制自己的平衡而滑倒在地上，特别是沒有尾巴的亞洲蜥蜴，即使它們可以停留很短的時間，也不會順利地落在樹枝上。
圖檔|亞洲蜥蜴登陸樹枝軌迹的變化（來源：通訊生物學）
是以，科學家們大膽地想象亞洲蜥蜴是否能從高處跳下來平穩地墜落，而"尾巴擺動"是阻止它們墜落的核心因素。是以，科學家們開發了兩個類似于亞洲蜥蜴老虎機構的軟體機器人，以進一步驗證這一想法。
圖檔|亞洲蜥蜴虎軟體機器人仿真實驗 （來源：通訊生物學）
亞洲蜥蜴機器人的頭部可以首先以6.0±0.9 m / s的着陸速度與彈道短程潛水相撞。姿勢在着陸過程中會發生變化，在接近對焦點時向上傾斜，并保持恒定在53±5.8度。通過滑翔持續時間的速度圖，亞洲蜥蜴壁虎減速并試圖在接近樹枝焦點的目标時穩定着陸。
圖檔|帶有尾部着陸點的機器人（來源：通信生物學）
由于缺乏專門的空氣動力學，21隻壁虎中有四隻在撞擊時仍在加速。是以，亞洲蜥蜴在着陸前将速度降低了60%，避免了在高速着陸時受傷或掉落到森林地面上的風險。
在蜥蜴虎軟體機器人的實驗中可以觀察到成功和失敗的着陸，動态模型中表征的失敗着陸不受俯仰的控制，後腳與焦點之間的接觸丢失。俯仰允許蜥蜴虎軟體機器人模型消耗更慢的速度和更少的角動量在着陸的初始階段獲得，是以逐漸和完全的減速和滑翔動力能量的吸收比不俯仰和部分脫離着陸表面的可能性更大。
該團隊對蜥蜴虎軟體機器人實體模型的實驗示範證明，機械調解可以增強着陸的穩定性，希望無人機等飛行機器人未來能夠穩定安全地降落在垂直地面上。