跳跃的鹦鹉可以教机器人如何飞行

我们经常用“直线距离”来描述两点之间的最直接路线。但飞行并不总是最有效的出行方式。看看鹦鹉就知道了。

鹦鹉，顾名思义，就是小型鹦鹉。它们很容易训练，而且说到飞行，它们比蜂鸟等物种更为普遍，蜂鸟已经进化出一种奇特的悬停飞行。这些特征的组合使鹦鹉成为研究飞行起源的最佳实验室助手。

在周三发表于《科学进展》杂志上的一项研究中，研究人员发现，鹦鹉在从栖木到栖木的短途旅行中，通过跳跃来节省能量。如果这样的话。

“有时它们会更加谨慎，它们会直接跨过栖木之间，”主要作者戴安娜·钦 (Diana Chin) 说道。

Chin 笑着说：“有一只鸟基本上会做劈叉动作。”随着研究人员增加栖木之间的距离，鹦鹉开始增加翅膀拍打的次数。

但这些并不是完整的翅膀拍动，就像你把手臂举过头顶，然后一直放低到身体两侧一样。相反，这些小小的翅膀拍动更小更短，就好像一个人只稍微抬起和放下手臂——只是与地面平行，而不是垂直。

鸟类在树上觅食时会使用这种行为，身体前倾，跳向下一根树枝，用翅膀的短暂拍打支撑身体重量。这种行为比完全飞行消耗的能量更少。

Chin 及其同事认为，这种行为可能为我们了解鸟类祖先（包括长羽毛恐龙）飞行的进化起源打开了一扇窗户。他们利用计算机模型发现，在远距离跳跃运动中，只需增加一次原始翅膀拍击，就能扩大长羽毛恐龙的飞行范围。对于体型较大的长羽毛恐龙来说，这种增加幅度很小，但随着时间的推移，恐龙体型变小，原始翅膀拍击的优势显著增加。

Chin 解释道：“这可能是发展觅食飞行技能的一种机制”，并指出以有效的方式在树枝之间飞行或移动可以让鸟类及其祖先从觅食行为中获得更多收益，从而节省能量以备不时之需。

“在这种情况下，附近可能有种子或其他植物或昆虫，”Chin 说道。“它们会想要一种非常高效的方式在不同树枝之间穿梭。”

模型还显示，这些短距离、快速的跳跃可以为鸟类提供必要的工具和动作，使其最终能够通过更传统的拍打动作进行更长时间的飞行。

除了让我们更多地了解鸟类如何在树上跳跃以及恐龙如何在更古老的树木上跳跃之外，这项研究还对需要穿越困难或多变地形的机器人的设计具有重要意义。

Chin 利用她的数据（以及之前研究的数据）构建了一个模型，该模型显示了最佳起飞角度，并计算了与原始翅膀拍打等动作相关的能量成本。这可能有助于设计有腿和翅膀的机器人。通过节约能源并使用最有效的动作绕过杂乱的区域，机器人可以显著扩大其范围。

未来的研究工作将集中于建造这些机器人，并研究鹦鹉等鸟类如何在如此多种多样的表面上着陆。