目前，无人机技术的发展已经进入相对成熟的阶段，但一直面临着一个难以攻克的大问题 ——能像鸟儿一样自由飞行，却没有鸟类的着陆能力。

毕竟，大多数多旋翼无人机都需要一个独立明确的降落点，而且对降落表面还有要求。所以在野外，“栽跟头”是常有的情况，如果无人机要是能像鸟儿一般随地起飞和着陆就方便许多，然而突破这项技术可并不容易。

早在2017年，就有加拿大研究团队做过类似的研究，设计出一款名为S-MAD的多功能无人驾驶飞机，当S-MAD贴近平坦的地面或类似的表面时，系统会自动用小而尖锐的“牙齿”插入物体表面，来防止掉落，但是，S-MAD只能抓住物体的凸起部分，像鸟儿一样做出栖息动作却还无法实现，因为还得攻克能精确物体大小的感知问题。

时隔多年，这项技术终于迎来重大突破，无人机中的“蜘蛛侠”竟然真的问世了。

近日，斯坦福大学的工程师Mark Cutkosky和David Lentink受猎鹰爪子启发，开发出了一种智能“智能机器爪”，能让无人机像鸟一样栖息在许多不同的表面上，甚至还可以精准抓获物体，同时，他们还表示：“要模仿鸟类如何飞翔和栖息并不容易，经过数百万年的进化，鸟类让起飞和降落看起来如此容易，即便在森林中那些复杂和多变的树枝上也是如此。”。

这项研究成果发表后，还成功登上12月1日国际学术顶刊《科学》的子刊《科学·机器人学》封面，获得一众业内权威的认可。

虽说近年来仿生机器人，仿生机器狗都是大热项目，大家已经感受过一波了，但这次拥有捕获功能的“仿生鸟”，确实时一项重大的突破。

当被安装在四轴无人机上时，“受自然启发的空中抓取器”（SNAG）就会变成一个机器人。它可以四处飞行、抓握和携带物体，并栖息在各种表面上。为显示这项工作的潜在多样性，研究人员用它来比较不同类型的鸟类脚趾排列，并测量俄勒冈州偏远森林的小气候。

此前，研究人员曾对体型第二小的鹦鹉物种进行过研究。这种小巧的鸟在特殊的“栖木”之间来回飞行，并被5台高速摄像机记录下来。这些栖木代表了各种形状和材料——木材、泡沫、砂纸和聚四氟乙烯，它们同时还安装了传感器，用以捕捉与鸟类着陆、栖息和起飞相关的物理量。

“让j9·真人第一[中国]·游戏·官方网站惊讶的是，不管降落于什么表面，鹦鹉的空中动作都是一样的。”论文主要作者Roderick说，“它们的脚能够处理表面纹理的多样性和复杂性。”

就像鹦鹉一样，SNAG每次降落的方式都是一样的。但是，考虑到四轴无人机的尺寸，SNAG参考了游隼的腿。代替骨头的是3D打印的结构——它经过20次迭代才变得如此完美，此外，马达和钓鱼线代替了肌肉和肌腱。

受鸟类踝关节周围肌腱运动方式的启发，机器人腿部的一个类似装置吸收着陆冲击能量，并将其转化为抓取力。具体来说，机器人拥有一个高速离合器，可以在20毫秒内触发关闭。一旦缠绕在树枝上，SNAG的脚踝就会锁定，右脚上的加速度计同时会报告机器人已经着陆，并触发平衡算法来稳定它。

新冠疫情期间，Roderick将设备从实验室搬到了俄勒冈州的农村，他在那里建立了一个地下实验室，进行受控测试。他以预定的速度和方向将SNAG送到不同的表面，观察其在不同场景下的表现。Roderick也证实了机器人捕捉物体（比如网球）的能力。最后，Roderick还带着SNAG进入了森林，在现实世界中进行了一些试运行。

总体来说，SNAG表现得非常好，因此下一步的开发可能会集中在着陆前，改进机器人的态势感知和飞行控制。

这个机器人有无数可能的应用，比如搜索、救援以及野火监测，它还可以用于无人机以外的其他技术。SNAG对鸟类的仿生也让人们对鸟类生物学有了新了解。例如，研究人员用两种不同的脚趾排列方式来运行机器人，一种是像游隼一样，3个脚趾在前，1个脚趾在后；另一种是像鹦鹉一样，两个脚趾在前，两个脚趾在后。令人惊讶的是，这两种方式的性能差别很小。

Roderick的父母都是生物学家，对他来说，SNAG最令人兴奋的潜在应用之一是环境研究。研究人员在机器人身上安装了一个温度和湿度传感器，用它记录俄勒冈州的小气候。

“这项工作的部分潜在动机是创造用于研究自然的工具。”Roderick说，“如果j9·真人第一[中国]·游戏·官方网站有一个能像鸟一样行动的机器人，就可能解锁研究环境的全新方式。”