過去兩週，世界上很多人都目不轉睛地關注著奧運體操運動員為奪金而跳躍。在耀眼的聚光燈下，這些運動員持續的訓練和對身體的熟練把控終於結出了碩果，他們展現了常人無法理解的高超技巧。

但在2020年東京奧運會的場館外，每天都上演著不同的雜技表演。無論是在臨近奧運會場館的日本森林裡，還是在世界各地的樹梢上，松鼠都在樹枝間不斷地跳躍穿梭。只不過在這個大自然的競技場裡，賭注是不一樣的：松鼠到處尋找食物的同時，還要試圖躲避偶爾在空中飛來飛去的捕食者，比如老鷹。加州大學伯克利分校生物力學研究員Robert Full表示，松鼠在充滿挑戰和不可預測的樹冠環境中導航的速度和輕鬆程度是“驚人的”，這種動物能在跳躍了身體幾倍長度的距離後輕鬆著陸。“我們不知道它們是如何做到的”，Full說，“它們怎麼知道自己的身體能實現這些跳躍？”

Full解釋說，研究松鼠身體和大腦之間的協調並不僅僅是滿足人類觀察者的好奇心，這些完美執行的動作結合了松鼠的一些最佳體徵：靈活的脊椎、抓力強的爪子，這些可能會影響到智慧機器人的設計。松鼠不僅是大膽的雜技演員，他們也是學習能手。在紐約州勞頓維爾錫耶納學院研究生物力學的Gregory Byrnes說：“它們的記憶力真的很好。”在天氣逐漸變冷的冬天，勤奮的齧齒動物就會回憶起它們在領地內的堅果藏匿處，並把堅果取回。在內布拉斯加大學奧馬哈分校研究生物力學的Nathaniel Hunt說：“正是這種藏起來的方式將松鼠與其他樹棲動物（如一些靈長類動物）區分開來。如果把這種學習能力和敏捷的反應、靈活的身體結合起來，你就具備了製造非凡機器人的條件。”

Hunt和他的同事想評估松鼠的三項技能：決策、學習和創新能力。為了用相機捕捉松鼠的這些能力，研究人員決定在加利福尼亞大學伯克利分校附近的戶外樹林中進行測試。首先，讓狡猾的野生松鼠真正參與實驗就不是一件容易的事，有些松鼠會分心甚至在測試中小憩。幸好大多數接受測試的松鼠在嘗試了幾次並獲得了一些花生獎勵之後，就明白了該做什麼。

研究人員讓松鼠穿過室外障礙訓練場，並用高速攝像機跟蹤它們的跳躍。在一項任務中，他們誘導松鼠從跳板一樣的樹枝狀木棒上跳過不同距離的空隙。壁架在松鼠的重量下很容易彎曲，這取決於動物離“樹幹”有多遠。這種情況迫使它們做出決定：是從“樹枝”的末端跳下來以縮短跳躍距離，但要冒著樹枝不穩定變彎曲的風險？還是應該在跳起時靠近“樹幹”，但要冒著需要跳更遠距離的風險？研究人員日前發表在《科學》雜誌上的一篇論文中報告說：松鼠對樹枝彎曲度的敏感度是對跳躍距離敏感度的6倍。“它們更容易受樹枝彎曲程度的影響，而不是它們需要跨越的距離。”Hunt談到松鼠時說。

Hunt假設，在松鼠小小的腦袋裡有一種自信的元素在起作用：比起在下面彎曲的樹枝會不會折斷或掉落，松鼠對自己的跳躍能力更篤定。當科學家們改變樹枝的柔韌性或跳躍距離時，松鼠會迅速調整他們的技巧來適應變化，在幾次嘗試中學習並改變它們的起跳速度。

但當團隊將“樹枝”靠在垂直牆壁上以進一步延長跳躍距離時，真正有趣的事情發生了。松鼠不是僅僅在壁架之間跳躍，而是以一系列類似跑酷的動作跳躍並推離牆壁，研究人員對這些動作進行了量化和分類。松鼠用一堵牆建立了一個額外的接觸點來進行空中調整，要麼進一步推動自己向前，要麼在離開垂直表面時剎車以減慢速度。松鼠會利用牆壁來發揮自己的優勢，或者在隨後的路徑上改進它們的跑酷技術，這是科學家們沒有預料到的。“真正讓我驚訝的，是它們使用任何身體能達到的結構的程度。它們就在我們眼前創新！”Hunt說。沒有一隻松鼠在任何一次試驗中摔倒，雖然有些沒有以完美的技巧降落在目標表面上，或擺動、或傾斜，但它們每次都能著陸。

“這真的很酷”，沒有參與這項研究的Byrnes說，“這是對動物行為一次很好的量化，但我們不知道如何描述。”Byrnes說他很想了解跳躍背後更深層次的機制，比如看看跳躍時松鼠的四肢在做什麼，以及它們在不同型別的跳躍中損耗了多少能量。Hunt和Full團隊的工作是一個大型多機構合作專案的一部分，目的是研究和應用松鼠的運動原理。除了可以創造出類似動作的機器人外，研究人員還在研究松鼠在進行這些瞬間跳躍時，大腦究竟發生了什麼，以及在小松鼠長大的過程中，這些跳躍行為如何隨著時間的推移而養成的。Full說：“雖然這些動物無處不在，但我們才剛剛開始瞭解和欣賞它們如何在樹梢上奔跑。它們做出了很棒的選擇而且非常有創意，它們是非凡的。”

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