Ученые из факультета машиностроения Университета Карнеги-Меллона, в сотрудничестве с палеонтологами из Испании и Польши, использовали археологические находки для создания гибкой роботизированной модели плевроциститида, древнего морского организма, жившего примерно 450 миллионов лет назад. Этот организм был одним из первых представителей иглокожих, обладавших способностью к передвижению благодаря мускулистому стеблю.
Исследование, опубликованное в "Записках Национальной академии наук" (PNAS), представляет новую область исследований, известную как палеобионика. Эта область направлена на использование софтботики, робототехники с гибкой электроникой и программируемыми материалами для изучения биомеханических факторов, способствовавших эволюции вымерших организмов.
Кармель Маджиди, профессор машиностроения в Университете Карнеги-Меллон, отметил:
Софтботика представляет собой подход к науке, использующий мягкие материалы для создания гибких конечностей и придатков робота. Мы создаем роботов-аналоги для изучения изменений в передвижении, оглядываясь на эволюцию животных.
С учетом того, что человек присутствует на Земле всего 0,007% времени ее существования, современное животное царство, вдохновляя современные механические системы, представляет лишь малую часть всего разнообразия, существовавшего на протяжении истории планеты.
Команда использовала археологические данные для разработки своей модели, комбинируя 3D-печать и полимеры для имитации гибкой структуры движущегося органа плевроциститида. Результаты демонстрируют, что эти древние организмы, скорее всего, перемещались по дну моря с помощью мышечного стебля.
Несмотря на отсутствие современных аналогов (поскольку иглокожие эволюционировали в современных морских звезд и ежей), плевроциститиды представляют интерес для палеонтологов из-за своей роли в эволюции иглокожих.
Команда выявила, что широкие размахивающие движения, вероятно, были наиболее эффективными, и увеличение длины стебля существенно увеличивало скорость, не требуя дополнительной энергии.
Исследователям в области биоинспирированной робототехники важно выбирать ключевые особенности для адаптации в роботах. Например, стоит ли роботу-морской звезде использовать 5 конечностей для передвижения, или можно найти более эффективную стратегию?
Проведенные исследования ставят своей целью не только возрождение древней жизни, но и расширение понимания современных наук благодаря работе с палеонтологами.