机械工程部的研究人员与来自西班牙和波兰的古生物学家合作,利用化石证据设计了胸膜囊泡虫的机器人复制品。胸膜囊泡是一种存在于近4.5亿年前的动物组织,被认为是最早可以使用动植物进行运动的棘皮动物之一
发表在今天的《美国国家科学院院刊》上,通过引入一个研究领域——古生物学——旨在利用软体动物、具有柔性电子和软材料的机器人,了解推动灭绝生物进化的生物机制因素,探索动物设计和运动的现代视角
“软机器人是一种使用软材料构建灵活的机器人手臂和附件的科学方法。生物学和自然科学的许多基本原理完全可以解释,我们可以回顾人类进化的进化时间线。我们正在建立一个研究机器人运动的数据库,”哈佛大学机械工程系首席作者兼教授Carmel Majidi说
随着人类时间的推移,只有0在地球历史的007%中,影响对进化的理解和对当今机械系统的启发的现代动物王国只是历史上存在的一种创造
通过对3D打印元件和聚合物的设计和组合的指导,以及对运动附件的柔性柱状结构的研究,表明胸膜囊肿很可能会覆盖上述肌肉组织的底部,从而将肌肉向前推进尽管观察到了当前的棘皮动物(棘皮动物自进化以来一直被认为包括现代海星和棘皮动物),但由于中国现代进化的基因中枢,胸膜囊肿已成为人类关注的焦点
研究小组确定,宽扫动作可能是最有效的动作,而它们的长度的增加显著地增加了动物的速度,而不需要用力
第一作者、博士RichardDesatnik解释道:“研究受生物启发的机器人社区需要从生物体中选择兴奋剂的重要特征。”
“从本质上讲,我们必须确定我们的机器人移动速度。例如,一个机器人会使用5个肢体进行移动吗?”CMU校友兼第一作者ZachPatterson补充道
既然研究人员已经证明他们可以使用软体动物来改造外部生物,他们希望探索其他动物,比如可以从座位上旅行的第一个生物,以及一些无法用传统方法或其他硬件进行研究的东西
合著者、机械工程学院教授PhilLeDuc说:“将一个新的生命带到现有的接近5亿年的东西上,这是一种创新,也是一种自我适应,但关于这一突破的真正困难太多了。”“我们不只是在地面上寻找化石,厌倦了通过与一流的古生物学家合作来理解和生活。”
其他合作者包括波兰科学院古生物学研究所的ParzemyslawGorzelak和西班牙地质与矿业研究所的SamuelZamora
2024-01-20
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