Ученые воспроизвели «походку» существа, жившего 450 млн. лет назад, с помощью робота

Робот "Ромбот" основан на морфологии плевроцистид. Стержень робота состоит из мягкого эластомера, в который вмонтирована мышечная проволока из сплава с памятью формы (SMA) для приведения в действие при изгибе. Мягкий стебель робота разработан на основе 3D-сканирования окаменелостей плевроцистид. Из обсуждаемого исследования.

В недавнем исследовании, опубликованном в Proceedings of the National Academy of Sciences, рассматривается использование Softbotics для имитации движений древнего морского организма — плевроциститид, раннего иглокожего, который, по оценкам, существовал около 450 млн. лет назад и считается одним из первых морских беспозвоночных, управлявших своими движениями с помощью мускульного ствола.

Это исследование, проведенное под руководством ученых из Университета Карнеги-Меллон, может помочь ученым использовать новую область, известную как палеобионика, для лучшего понимания эволюционной истории вымерших организмов с помощью палеонтологических данных.

Палеобионика - это область исследований, объединяющая принципы мягкой робототехники с ископаемыми данными для воссоздания и понимания локомоции(перемещения животных в пространстве) и конструкции доисторических существ.

«Softbotics — это еще один подход к информатизации науки с использованием мягких материалов для создания гибких конечностей и придатков роботов», — говорит доктор Кармел Маджиди, профессор машиностроения Университета Карнеги-Меллон и ведущий автор исследования. «Многие фундаментальные принципы биологии и природы могут быть полностью объяснены только в том случае, если мы обратимся к эволюционной схеме развития животных. Мы создаем роботов-аналогов, чтобы изучить, как менялась локомоция».

В ходе исследования ученые построили ромбического робота, названного ими «Ромбот», и с помощью компьютерного моделирования установили, что плевроциститиды способны перемещаться по морскому дну с помощью взмахов мускулистым стеблем. Кроме того, было установлено, что чем длиннее стебель, тем выше скорость передвижения организма без потери энергии. В дальнейшем команда планирует использовать Softbotics для изучения других вымерших организмов, например, первых организмов, вышедших из моря на сушу, что не под силу традиционной робототехнике.

«Придание новой жизни тому, что существовало почти 500 млн. лет назад, само по себе интересно, но что нас действительно радует в этом прорыве, так это то, как много мы можем узнать из него», — сказал доктор Фил ЛеДюк, профессор машиностроения в Университете Карнеги-Меллон и соавтор исследования. «Мы не просто смотрим на окаменелости в земле, мы пытаемся лучше понять жизнь, работая с замечательными палеонтологами».

Richard Desatnik, ZachJ. Patterson, Przemysław Gorzelak, Carmel Majidi. Soft robotics informs how an early echinoderm moved. November 6, 2023. https://doi.org/10.1073/pnas.2306580120