鸟类启发的多功能腿部实现快速地面到空中转换

大多数鸟类能够无缝地在空中和陆地环境之间导航。虽然前肢演化为翅膀主要用于飞行，但后肢承担 diverse 功能，如行走、跳跃和跃地发射以实现向飞行的转换。这些能力已激发工程师致力于在空中机器人中实现类似的多模态，以扩大其在 diverse 环境中的应用范围。然而，在保持轻量级质量以进行飞行的同时，重现多模态 locomotion 仍面临挑战，这些 locomotion 具有 distinct kinematics and propulsive characteristics（如行走和跳跃）。在机械复杂度和多功能性之间存在此权衡，这限制了大多数现有空中机器人只能实现一种以上的 locomotor 模式。我们通过RAVEN（Robotic Avian-inspired Vehicle for multiple ENvironments）克服了 complexity-versus versatility 的权衡，其使用鸟类启发的 multi-functional 腿部实现快速跃地发射、在地面行走以及跳过障碍和间隙，类似于鸟类的多模态 locomotion。我们表明，跃地发射对初始飞行起飞速度贡献巨大，并且令人惊讶的是，仅靠螺旋桨发射相比更节能。我们的分析表明，不同 locomotor 策略下鸟类的质量分布之间存在重要权衡， Terrestrial 鸟类在需要 multi-modal gait 的情况下在腿部投资更大。多功能机器人腿部扩展了通过自主起飞和 multi-modal gait 将传统固定翼飞机部署到复杂地形的机会。