“跑酷”时，松鼠如何设计自己的动作？

​研究人员通过实验量化了松鼠如何学习从不同类型的“跳台”起跳，如何根据起跳质量在半空中改变身体方向，以及如何根据降落树枝实时改变着陆动作。

松鼠可在树冠中轻松穿梭，从一根树枝跳到另一根树枝，利用敏捷的动作躲避捕食者。如果我们能了解松鼠如何评估自己的跳跃能力，或许就能使机器人更灵活地在不同环境中移动，执行难度更高的任务（比如在倒塌建筑的废墟中寻找幸存者）。

美国加州大学伯克利分校的生物学家Robert Full试图解决一个更难的问题：松鼠如何决定是否跳跃？如何评估自身的生物学能力能否支持安全着陆？近日，Full团队在《科学》杂志上发文称，他们通过实验量化了松鼠如何学习从不同类型的“跳台”起跳，如何根据起跳质量在半空中改变身体方向，以及如何根据降落树枝实时改变着陆动作。

这项实验在加州大学伯克利分校的桉树林中进行，研究人员诱使狐松鼠进入简单的模拟环境，它们必须决定跳跃“沟壑”吃花生还是放弃。结果表明，树枝越脆弱（或越光滑），松鼠就越谨慎，但它们只做了几次尝试就适应了不同的规则。

Hunt说：“当它们跳跃时，会权衡树枝弹性和跳跃距离，从而决定从哪里起跳。当它们遇到具有新力学特性的树枝时，会在几次跳跃尝试中调整起跳机制。这种行为上的灵活性能够适应跳跃着陆时的力学和几何学，对于精准降落非常重要。”

加州大学伯克利分校的狐松鼠、仪器和实验者。

不过，松鼠难以精确衡量起跳树枝的弯曲度和跳跃距离。事实上，在决定是否跳跃时，树枝的可塑性比间隙距离重要6倍。这可能是因为松鼠知道，如果计算错误，锋利的爪子还能拯救它们。“松鼠并不总能取得最好的成绩，但只需要足够好就行了。如果它们跳偏了，质心没有击中着陆树枝，也能够抓住树枝，肯定不会掉下来。”Hunt说。

这就是松鼠寻找最佳跳跃策略时，探索和创新发挥作用的地方。“如果腾空而起时速度过快或过慢，松鼠可以使用各种着陆动作来补偿。如果跳得太远，就绕着树枝向前滚；如果跳得太近，就用前腿着陆，然后在下摇摆，把自己拉到着陆树枝的顶部。这种自动适应的规划行为、学习控制和反应稳定动作的结合，能够帮助松鼠在树枝间快速移动且不会掉落。”Hunt说。

有趣的是，在复杂的跳跃过程中，松鼠通常会调整身体方向，借助垂直表面蹬向目的地，就像人类的跑酷运动一样。

（部分图片来源于网络）

◎编译 | 花花

◎审稿 | 西莫

◎责编 | 陈之涵

◎期刊来源 | 《科学》

◎期刊编号| 0036-8075

◎原文链接：https://phys.org/news/2021-08-squirrels-parkour-feats-agility.html

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