鸟儿跳跃时为什么不会摔倒?

发布日期:2026-01-16 09:30:21 阅读:9

为什么鸟在跳跃时不会摔倒?科学家们一直在分析鸟类起飞时的跳跃方式,以帮助我们理解它们为什么在尝试飞翔时不会摔倒。位于曼彻斯特大学机械、航空航天和土木工程学院的研究人员一直在研究鸟类跳跃的生物力学,并将利用这些发现设计未来的跳跃机器人。

高度灵活、能够迅速穿过障碍物的跳跃机器人在探索地震和洪水等灾难区域非常有用。为了做出我们经常在自然界看到的站立起飞,鸟类不得不向前倾斜得很远,使他们的重心大大超出脚部。如果它们在这个动作过程中停顿,它们只会简单地向前倾斜、摔倒,永远无法起飞。但鸟类并没有。这是因为鸟类在起飞时将身体“俯仰”向上。研究人员发现,当鸟类在推开地面或栖息处时,通过将身体向上倾斜来保持稳定,这个组合动作既加速又保持身体平衡。这种加速同时“俯仰”的方式在步行生物力学领域长期以来一直为人所知,但这是第一次在跳跃方面被发现和应用。研究人员还发现,鸟类的关节具有“弹性”,允许它们在跳跃时以独特的方式弯曲。如果没有这种弹性,鸟类会在地面出现“颤动”或“抖动”,即在脚部之间发生高频振动。

鸟儿跳跃时为什么不会摔倒?

研究人员使用计算机模拟研究了鸟类从栖息处和地面起飞时的稳定性。航空工程讲师兼首席作者Ben Parslew博士解释道:“传统上,人们认为跳跃起飞是概念复杂的,难以理解或再现的。但我们的研究首次表明,你可以忽略鸟类的单独肢体运动和翅膀,将跳跃的鸟类视为一个整体。这已足以理解鸟类在起飞时如何保持稳定,更重要的是,这些发现教导我们关于跳跃机器人的基本运动方式,以避免起飞时翻倒。”这项研究还发现,与以前认为的不同,鸟类的翅膀在起飞中并不像以前认为的那样重要。Parslew补充说:“鸟类的跳跃起飞是一种爆炸性行为,目的是实现从地面到空中运动的快速转换。这项研究发现,对于跳跃的钻石斑鸠来说,翅膀对起飞的物理作用很小,‘一切都在于腿部’,只有当鸟类进入空中后,翅膀才会起作用。”参考文献:《一个鸟类跳跃起飞的动力学和稳定性框架》,Royal Society Open Science,Ben Parslew,Girupakaran Sivalingam,William Crowther- Royal Society Open Science。【链接省略】。