Въз основа на фосилни данни е създадена мека роботизирана реплика на плевроцистит, морски организъм, който е съществувал преди близо 450 милиона години и се смята, че е един от първите бодлокожи, способни да се движат с помощта на мускулеста опашка.

Изследването на учени от катедрата по машинно инженерство в университета Карнеги Мелън, в сътрудничество с палеонтолози от Испания и Полша, публикувано в The Proceedings of the National Academy of Science (PNAS), има за цел да разшири съвременната перспектива за структурата и движението на животните, въвеждайки нова област на изследване - палеобионика - насочена към използването на софтботика (Softbotics), роботика с гъвкава електроника и меки материали, за да разберем с помощта на изчезнали организми биомеханичните фактори, които са довели до еволюцията.

"Софтботиката е друг подход за информиране на науката, използвайки меки материали за конструиране на гъвкави крайници и придатъци на роботи. Много фундаментални принципи на биологията и природата могат да бъдат напълно обяснени само ако погледнем назад към еволюционната хронология на това как животните са еволюирали. Ние изграждаме аналози на роботи, за да се проучи как се е променяло движението", обяснява Кармел Маджиди (Carmel Majidi), водещ автор и професор по машинно инженерство в университета Карнеги Мелън.

Тъй като времето, прекарано на хората на земята, представлява само 0,007% от историята на планетата, съвременното животинско царство, което влияе върху разбирането на еволюцията и вдъхновява днешните механични системи, е само малка част от всички същества, съществували през историята.

Екипът решава да проучи изчезнало бодлокожо от палеозойската ера, чиято биомеханика и придвижване изследват, за да разберат по-добре естествения подбор, който е преживял. Те специално анализират плевроцистита, представител на класа на бодлокожите от Rhombifera, живял преди 450 милиона години.

Изкопаем плевроцистит, по който се води дизайна на робота. Кредит: Carnegie Mellon University

Ръководейки се от фосилните данни за изграждането на конструкцията и комбинация от 3D отпечатани елементи и полимери, за да имитират гъвкавата колонна структура на задвижващите крайници, екипът демонстрира, че плевроциститите вероятно са можели да се движат над морското дъно с помощта на мускулеста опашка, която избутва животно напред.

Въпреки липсата на съвременен аналог (бодлокожите оттогава са еволюирали - това са съвременните морски звезди и морски таралежи), плевроциститите представляват интерес за палеонтолозите поради основната им роля в еволюцията на бодлокожите.

Екипът установява, че широките замахващи движения вероятно са най-ефективното движение и че увеличаването на дължината на опашката значително увеличава скоростта на животните, без да ги принуждава да използват повече енергия.

"Изследователите в общността на биовдъхновената роботика трябва да избират важни характеристики, които си струва да бъдат възприети от организмите", обяснява съавторът Ричард Десатник (Richard Desatnik).

След като екипът демонстрира, че е възможно да се използва софтботиката за инженеринг на изчезнали организми, те планират да изследват и други животни, особено такива, които не могат да бъдат изследвани по подобен начин с помощта на конвенционален хардуер на роботи. Роботът, който те наричат ​​"Rhombot", представлява ранна стъпка за напредък в областта на палеобониката.

Справка: Richard Desatnik, Zach J. Patterson, Przemysław Gorzelak, Samuel Zamora, Philip LeDuc, Carmel Majidi. Soft robotics informs how an early echinoderm moved. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2023; 120 (46) DOI: 10.1073/pnas.2306580120

Източник: 450-million-year-old organism finds new life in Softbotics, Carnegie Mellon University

Още по темата

03/11/2023

Животът

Имат ли глави морските звезди? Всъщност са изцяло само глави

19/05/2023

Животът

Гребенестите, а не морските гъби, може би са най-старата животинска група на Земята

18/08/2017

Технологии

Мек робот се самовъзстановява от раните си (видео)

12/05/2015

Животът

НАСА представи мек робот-калмар за търсене на извънземен живот в океаните