科技日報記者 張夢然
從水生環(huán)境過渡至陸地生活是地球生命演化史中的一個關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點。現(xiàn)在，一支由機器人專家和古生物學(xué)家共同組建的研究隊伍，創(chuàng)新地利用機器人技術(shù)，探究現(xiàn)代陸地生物的先祖?zhèn)冊诖蠹s3.9億年前如何實現(xiàn)從游泳到行走的歷史性轉(zhuǎn)變。這種仿古生物機器人的應(yīng)用，為生物進化學(xué)提供了全新實驗手段。由英國劍橋大學(xué)主導(dǎo)的這項研究發(fā)表于最新一期《科學(xué)·機器人》雜志。
古生物學(xué)者主要依賴于化石記錄來探尋遠古時期生物髖部及骨盆結(jié)構(gòu)的演變軌跡，然而由于化石資料的局限性，對于這段歷史的認知仍存在不少空白。在此背景下，機器人的介入為填補這些認知缺口提供了可能性，尤其是在探討脊椎動物從水棲向陸棲運動模式轉(zhuǎn)換的過程中。
此次開發(fā)的仿古生物機器人，設(shè)計靈感既來源于現(xiàn)今仍存在的魚類，也參考了已知滅絕種類的化石資料。在實際操作中，人們既不能讓現(xiàn)代魚類按照過去的方式行動，也不能使古老的化石復(fù)原其生命時的姿態(tài)，但借助機器人則可以模擬這些生物的解剖特征與行為表現(xiàn)。
團隊復(fù)制了遠古魚類的骨骼結(jié)構(gòu)，在其基礎(chǔ)上添加了模擬肌肉與韌帶功能的機械裝置。組裝完成后，通過對這些機器模型的測試，他們得以評估這些原始生物可能采取的運動方式。
團隊表示，該領(lǐng)域面臨的最大挑戰(zhàn)之一便是化石記錄的不完備。許多生活在該時期內(nèi)的物種僅留下零星的骨骼碎片，重構(gòu)其完整的運動機能成為一大難題。此時，機器人模擬便發(fā)揮了重要作用，它們不僅幫助驗證各種假設(shè)，還提供了支持或反駁這些理論的新證據(jù)。
機器人技術(shù)在“復(fù)原”已滅絕生物方面的應(yīng)用尚屬少見。該團隊期望，新成果能激發(fā)更多科研人員投身于利用機器人技術(shù)研究遠古生物力學(xué)特性的探索之中。
總編輯圈點
技術(shù)的進步，不僅能帶我們?nèi)ネ磥?，還能帶我們溯源過去。過去的生物只剩下零星的骨骼碎片，陸地生物的祖先如何從海洋上岸，已經(jīng)成為難解的謎。沒關(guān)系，機器人可以幫忙補齊生物演化的拼圖。此次，科研人員造出仿古生物機器人，讓這些具有遠古魚類骨骼結(jié)構(gòu)的機器人模擬曾經(jīng)的運動方式，測試從“游泳”到“行走”各種轉(zhuǎn)變可能性，來檢驗此前學(xué)界提出的種種假設(shè)。在人類努力下，歲月的痕跡成為可以釋讀的研究對象。
