自适应的附着和运动是当前仿生智能机器人面临的重大挑战之一。壁虎具备能够在多种表面产生可靠黏附的自适应智能附着、运动系统,是智能黏附运动机器人最优秀的仿生原型之一。对壁虎运动附着系统结构和机理的透彻认识是发展高性能仿生黏附运动机器人的先决条件之一。壁虎的自适应附着是其分布式黏附脚趾协同作用的结果。然而,人们对脚趾在脚掌中的黏附和调控功能仍然知之甚少,妨碍了仿壁虎黏附运动机器人智能化发展的进程。本文通过对壁虎脚掌调制黏附力、应对附着失效以及适应非平整表面等行为的研究揭示了壁虎分布式黏附协同调控机制,为发展具有自适应智能附着运动能力的仿生机器人提供原理支撑。具体研究内容和发现包括:1.基于光学原理探索构建了一种多点黏附接触测试技术,并结合力传感器技术搭建分布式接触和黏附同步测量系统。验证实验结果证明了通过光学原理测量分布式黏附接触的可行性,并确认了壁虎分布式接触与黏附的关系。在此基础上提出测量黏附接触面积来表征壁虎分布式脚趾黏附力的方法,为全文后续研究奠定理论和技术基础,也为其它涉及黏附动物和机器人的研究提供了理论和技术参考。2.通过对在倒置面和竖直面运动壁虎的研究揭示了脚掌调控分布式黏附脚趾来调制其法向黏附和摩擦黏附的机理。（i）壁虎在倒置面运动时前脚五个脚趾几乎均匀分布在大小约190°、中心与运动方向约呈16°的扇形内,并将脚掌黏附几乎均匀地分配到每个脚趾;后脚则主要将黏附分配到朝后的第四、五趾。前脚一、五趾产生几乎反向、等量的摩擦黏附耦合来增加前脚的法向黏附;后脚前三趾和后两趾产生反向、不等量的摩擦黏附耦合增强后脚法向黏附;前脚与后脚形成更高层级的耦合增加整个身体的法向黏附。（ii）为应对剪切载荷变化,竖直面运动壁虎大幅朝反载荷方向调整脚趾方向并（或）调整脚趾的有效接触来产生大的摩擦黏附力以应对载荷,但未将所有脚趾朝同一个方向聚拢、而是保留了在其它方向产生驱动力的能力。模型分析表明:与连续、不可控脚掌相比,包含分布式可控脚趾的脚掌具有更高的剪切载荷应对能力。3.对壁虎在连续、抗黏和非连续、抗黏竖直面的黏附运动进行研究来揭示脚掌通过分布式脚趾黏附的协同调控应对黏附失效的策略。当壁虎脚掌与连续、抗黏的Teflon接触时,脚趾不能产生黏附,所有脚趾迅速并拢以抵抗重力导致的滑移。当竖直面运动壁虎脚掌与非连续的抗黏Teflon接触时,部分脚趾黏附失效,其它未失效脚趾的接触面积和排布方向发生了主-被动混合的调整以对失效脚趾进行功能补偿,既保障了脚掌平衡载荷的需求,也保证了脚掌产生驱动力的能力。4.利用尺寸与脚趾相当的光滑圆柱（球）模拟宏观非平整基底的凸起,研究了壁虎分布式黏附脚趾适应宏观粗糙表面的机制。面对宏观粗糙环境时,脚掌自适应地弯曲或扭转脚趾来贴合甚至抓握基底的凸起。通过对分布式黏附脚趾的协同调控,脚掌不仅改变了与环境的作用模式,还能够强化单个脚趾的功能,使脚掌在实验中最恶劣的情况下仍具备产生足够附着力的能力。本文的研究揭示了脚掌通过对分布式脚趾黏附进行分布式协同调控来产生附着力以保证运动灵活性、降低运动失败风险的机械力学原理,不仅扩展了对生物黏附机制的认识,还为新型智能机器人脚、抓取器和机械手提供了设计和控制方面的新思路。