在过去的两个星期里，世界各地的大部分人都目不转睛地观看奥运体操运动员为了金牌而翻转、跳跃和跳马。在聚光灯的照射下，这些运动员将毕生的练习和身体掌握化为现实，表演着普通人难以想象的超人技巧。
但是在2020年东京奥运会场馆之外，每天都在上演着另一种杂技表演。无论是在更靠近奥运会的日本森林中，还是在世界各地的树梢上，松鼠都会在空中跳跃数米，从一根树枝跳到另一根树枝。在这个自然舞台上，风险有所不同：松鼠匆忙地四处寻找食物，同时还要躲避偶尔出现的空中捕食者，如鹰。但是，加州大学伯克利分校的生物力学研究员罗伯特·富尔说，它们在具有挑战性和不可预测的树冠环境中穿梭的速度和轻松程度“令人叹为观止”。这些动物可以轻松地跳跃相当于自身体长数倍的距离。富尔说，我们真的不知道它们是如何做到的。“它们怎么知道自己身体有能力完成这些跳跃？”他问道。
富尔解释说，松鼠身体和思想之间的协调不仅仅是人类观察者的好奇心。这些精湛的动作可能会影响更智能机器人的设计，融入松鼠的一些最佳身体特征：它们灵活的脊椎、抓地力强的爪子和抓握爪。而且松鼠不仅仅是胆大的杂技演员；它们也是熟练的学习者。“它们的记忆力非常好，”纽约州劳登维尔锡耶纳学院的生物力学研究员格雷戈里·拜恩斯说。拜恩斯说，你看到的在公园里奔跑的松鼠很可能以前走过相同的路线，并在大脑中绘制了路线。当冬天天气变冷时，勤奋的啮齿动物会回忆并取回它们藏在领地各处的许多坚果。内布拉斯加大学奥马哈分校的生物力学研究员纳撒尼尔·亨特说，正是这种储存食物的行为使它们与其他树栖动物（如一些灵长类动物）区分开来。他说，将这种学习能力与反应灵敏、灵活的身体结合起来，你就能制造出非凡的机器人。
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亨特和他的同事希望评估松鼠技能的三个方面：它们的决策能力、学习能力和创新能力。为了捕捉自由放养动物的能力，研究人员决定在加州大学伯克利分校附近森林的户外环境中测试野生狐狸松鼠的这些品质。首先，他们必须让野生松鼠真正参与实验——对于如此狡猾的动物来说，这不是一件容易的事。“有些松鼠会分心，然后决定，‘是时候睡个午觉了’，”亨特说。幸运的是，大多数受试者在尝试了几次并获得了一些奖励花生后，都明白了该怎么做。正如任何有喂鸟器的园丁都会告诉你的那样，“它们非常有食物动力，”亨特说。
研究人员让松鼠通过一个户外障碍训练场，并用高速录像跟踪它们的跳跃。在一项任务中，他们引诱受试者从类似跳板的树枝状木杆上跳过不同距离的间隙。这些突出部在松鼠的重量下很容易弯曲，这取决于动物离“树干”有多远。这种情况迫使它们做出决定：它们应该从树枝的末端跳跃以缩短距离，但要冒着树枝弯曲时不稳定弯曲的风险吗？或者它们应该在发射时靠近“树干”，但要冒着跳跃距离更长的风险？研究人员在今天发表在《Science》杂志上的一篇论文中报告说，松鼠对树枝弯曲程度的敏感度是跳跃距离的六倍。“它们受树枝弯曲程度的影响远大于它们必须跳跃的距离，”亨特在谈到松鼠时说。
亨特推测，在它们的小脑袋里，可能存在一种自信的因素：松鼠对自己跳跃能力的把握远比对身下弯曲的树枝不会断裂和坠落的把握更大。当科学家改变树枝的柔韧性或跳跃距离时，松鼠会迅速调整其技术以适应这些变化，在几次尝试中学会改变其发射速度。
但是，当研究小组将“树枝”靠在垂直墙壁上以进一步延长跳跃距离时，真正的乐趣开始了。令人惊讶的是，松鼠们并没有仅仅在突出部之间跳跃，而是以各种跑酷般的动作弹跳并从墙壁上推开，研究人员对此进行了量化和编目。亨特说，松鼠利用墙壁建立了一个额外的接触点，以便在空中进行调整，要么进一步推进自己前进，要么在从垂直表面倾斜时刹车减速。“真正让我惊讶的一件事是，它们会利用任何可以触及的结构，”他说。富尔解释说，科学家们并没有期望松鼠会利用墙壁来发挥它们的优势，或者在随后的试验中改进它们的跑酷技术。“它们就在我们眼前创新！”他说。在所有试验中，没有一只松鼠掉下来。有些松鼠并没有以完美的技巧落在目标表面上：例如，它们可能会在平台下摆动或倾覆。但是，这些动物每次都能成功着陆。
“这真是太酷了，”没有参与这项研究的拜恩斯说。“这是对动物所做的但我们不知道如何描述的这些事情的很好的量化。”拜恩斯说，他很想了解跳跃的更深层机制，看看四肢在做什么，以及松鼠在不同类型的跳跃中会损失多少能量。亨特和富尔团队的工作是一项更大规模、多机构合作的一部分，旨在研究和应用松鼠运动的原理。除了创造能够做出类似动作的机器人外，研究人员还在研究松鼠在进行这些瞬间跳跃时大脑中究竟发生了什么，以及随着幼年松鼠的成长，做出这些跳跃的行为是如何随着时间推移而发展的。富尔说，尽管这些动物无处不在，但我们才刚刚开始了解和欣赏它们如何在树梢间奔跑。“它们做出了很棒的选择，而且它们非常有创造力，”他补充道。“它们非常出色。”