一种灭绝了五亿年的海洋生物启发了一种新型软体机器人

一种灭绝了五亿年的海洋生物启发了一种新型软体机器人

许多机器人的设计灵感来自现存的动物,但很少有机器人是从灭绝的生物身上汲取灵感。为了设计自己的新机器,卡内基梅隆大学的研究人员回顾了 5 亿年前的历史以寻求指导。他们的成果在第 68 届生物物理学会年会上公布,这是一个以海胆最古老的祖先之一为原型的水下软机器人。

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大约 5 亿年前,胸膜囊虫开始在海洋中游动——专家们现在认为,这与水母首次出现的时间大致相同。胸膜囊虫是海星等无脊椎动物的远古祖先,但它拥有肌肉发达的尾状结构,这可能使它们能够在水下更好地行动。在研究了该动物化石遗骸的 CT 扫描后,研究人员将数据输入计算机程序进行分析并提供移动模拟。

虽然没有人确切知道胸膜囊肿机器人是如何移动的,但研究小组认为最合理的可能性可能是左右摆动尾巴,使其能够在海底前进。化石记录也证实了这一理论,化石记录表明,这种动物的尾巴会随着时间的推移而变长,使其速度更快,而不需要消耗太多的能量。从那里开始,工程师们建造了自己的尾巴摆动的软体胸膜囊肿机器人。

对于普通观众来说,机械怪物笨拙地缓慢移动的镜头似乎暗示了胸膜囊肿早已消失的原因。但根据卡内基梅隆大学机械工程系菲尔·勒杜克和卡梅尔·马吉迪指导的博士生理查德·德萨特尼克 (Richard Desatnick) 的说法,这种古老的动物可能值得更多的赞誉。

德萨特尼克在最近的一份个人简介中表示:“有些动物在数百万年间一直繁衍生息,它们灭绝的原因并不是因为它们的生物学特性不佳,而可能是发生了巨大的环境变化或灭绝事件。”

地质记录无疑证实了这一论点。更重要的是,鉴于当今的动物世界仅占地球上所有生物的 1%,因此还有大量潜在的生物力学灵感有待探索。Desatnick 和他的同事希望他们的概念验证 pleurocystitid 将有助于启发他们称之为古生物学的领域的新人——研究地球动物的过去以指导未来的一些机器人创作。

卡内基梅隆大学的研究团队相信,他们未来的软体机器人将有多种用途,包括勘测危险的地质位置,以及帮助维修水下机器。未来,更加敏捷的机器人胸膜囊虫也许会在水中滑行。即使附近的海星和海胆无法识别它,但如果没有共同的灵感来源,它们也不会存在。

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