古老的海洋生物是如何为软体机器人提供信息的

软机器人是研究用软材料制造机器人的学科,它在人机交互中具有灵活性和安全性的优势。这些机器人非常适合从医疗设备到提高各种任务效率的应用。此外,使用不同形式的机器人运动也可以很好地帮助我们探索海洋或太空,或者在这些环境中做某些工作。

理查德·德萨尼克(Richard Desatnik)在卡内基梅隆大学的菲利普·勒杜克(Philip LeDuc)和卡梅尔·马吉迪(Carmel Majidi)的实验室工作,并与来自欧洲的古生物学家合作,为了扩大我们对运动的理解,他转向了过去。

该团队创造了具有古代动物运动的机器人,比如生活在5亿年前的海洋生物胸膜囊虫。

Desatnik将在2024年2月10日至14日在宾夕法尼亚州费城举行的第68届生物物理学会年会上展示他们在建造基于胸膜囊体的软体机器人过程中的发现。

我们从现代生物身上学到了很多东西,但这只是地球历史上存在的动物的1%,我们想看看我们是否能从曾经在地球上游荡的其他99%的生物身上学到一些东西,”Desatnik说。

他补充说:有些动物在数百万年的时间里非常成功,它们灭绝的原因并不是因为它们的生物学上缺乏成功——可能是大规模的环境变化或灭绝事件。”

Desatnik和他的同事们从胸膜囊虫的化石开始,它与今天的海星和海胆有关系,但它有肌肉茎——一种尾巴——来移动。

他们使用CT扫描来更好地了解3D形状。计算机模拟显示了它在水中推进自己的方式。

基于这些数据,他们制造了一个模仿史前生物的软体机器人。

他们的研究表明,茎的横扫运动可能有助于这些动物在海底滑行。

他们还发现,更长的茎——化石记录表明,胸膜囊虫是在几代人的时间里发展起来的——可以使它们跑得更快,而不需要更多的能量。

Desatnik指出,这些水下软机器人在未来可能会有所帮助,无论是地质调查,还是修理我们在水下的所有机器。”

研究人员利用灭绝的动物来设计软体机器人的方法,他们称之为古仿生学,有可能进一步加深我们对进化、生物力学和软体机器人运动的理解。

 

作者:生物物理协会

链接:https://www.sciencedaily.com/releases/2024/02/240212153511.htm

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