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  • 机器人进军考古界——重现了一个2.9亿年的生物

      你是否想过最早的陆地动物是如何移动的?科学家们使用了近3亿年前的化石骨架并保留了古老的足迹,创造了一个史前生活的机器人移动模型。
     

     
      柏林洪堡大学的进化生物学家John Nyakatura花了数年时间来研究一块化石,这个有着2.9亿年历史的化石是在2000年,德国中部的Bromacker采石场挖掘出的。这种四足的食草动物生活在恐龙之前,因此,科学家为之着迷。研究人员认为这种生物是一种“茎羊膜动物”——一种早期陆栖动物的分支,后来演变成现代哺乳动物、鸟类和爬行动物。
     
      科学家认为,第一批两栖动物出现在3.5亿年前,而第一批羊膜动物出现在大约3.1亿年前。
     
      Nyakatura说:“这块名为Orabates pabsti的化石是保存完好的,且具有完整骨架的。”更重要的是,科学家们之前已经确定了生物留下的3英尺长(90厘米)的化石足迹。
     
      Nyakatura与位于洛桑的瑞士联邦理工学院的机器人专家Kamilo Melo合作开发了一个模型,展示了该生物是如何移动的。他们的研究结果于上周三在《自然》杂志上发表。
     
      研究人员建造了一个与实物大小一样的史前生物复制品,Nyakatura说他们仔细地模仿了每一块骨头,然后以各种方式来测试移动,使其步态与古老的移动足迹相匹配。
     

     
      他们用一个略大的机器人版本重复练习。这个称为OroBOT的机器人是由3D打印的塑料和钢制部件连接的电机制成,与Orabates化石的解剖结构非常匹配。当然,相比于纯粹的生物学来说它是简化的,但就机器人而言,它仍然相当复杂。每个肢体由五个驱动关节组成,而脊柱有八个驱动关节,使其可以前后弯曲。
     
      Melo说这个模型能“帮助我们测试现实世界的动态,更加理解重力和摩擦力。”这个团队还将他们的模型与活体动物进行了比较,包括火蜥蜴和鬣蜥。
     
      加利福尼亚州克莱蒙特市Raymond M. Alf古生物博物馆馆长Andrew Farke表示:机器人技术,计算机建模和CT扫描等技术正在改变古生物学,虽然他没有参与此次研究,但是他说:“这让我们能越发重建过去的那些历史。”
     
      科学家们认为,基于机器人模型,这种生物比以前的陆地动物拥有更先进的运动形式。(它是蹦跳的移动方式,而不是蜿蜒前行。)
     
      Melo说:“它以一种相对直立的姿势走路,而没有拖着它的肚子或尾巴。”
     
      没有参与这项研究的马里兰大学古生物学家Thomas R. Holtz表示,这项研究表明:这种直立的行走姿势比我们原先想象的要先进一点。
     
      加州州立大学圣贝纳迪诺分校的古生物学家Stuart Sumida也是挖掘Orobates化石的初始团队的一员。虽然他没有参与这次机器人项目,但是他表示“这项研究令人感到兴奋,这项工作会成为我们观察历史的窗口”。
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