https://frosthead.com

Научници су користили робота да проуче како ходају претповијесни гуштери

Палеонтолози се суочавају са сталном дилемом. Организми који изазивају њихову научну пажњу одавно су мртви, немогуће их је гледати у животу. Научно-фантастична решења попут враћања врста изумирања или путовања времена нису доступна за помоћ. Комбинујући изузетне фосиле са роботиком, тим истраживача је реконструисао како један од наших далеких рођака сличних гуштеру високо напредује.

Срећно упаривање фосила обезбедило је место за почетак. На први поглед, пабсти Оробатес стари 300 милиона година може изгледати као гадан гуштер. У ствари, ова животиња из пермског периода је оно што стручњаци знају као матични амниот - кичмењак који је део еволутивне лозе водоземаца, који се размножавају у води, и последњи заједнички предак сисара и гмизаваца, који полажу јаја на копно. . А оно што издваја Оробатес је то што су пронађени фосилни скелети ове животиње са траговима створења створених у животу.

Комбинација костура и стаза које је направио Оробатес изузетно је ретка у подацима о фосилима. Већина трагова нађена је без икаквих костију повезаних са њима, што отежава тачно одређивање које су врсте направиле трагове. Оробатес је изузетак који омогућава детаље како је животиња ходала да буде директно везана уз анатомију костура.

ОроБОТ ОроБОТ хода према камери. (Томислав Хорват / Камило Мело / ЕПФЛ Лозана)

„Ово представља веома ретку асоцијацију на праћење стаза, посебно имајући у виду старост фосила“, каже Јохн Ниакатура, стручњак за биомеханику на Универзитету Хумболдт у Берлину. Проналажење костура заједно са стазама представља узбудљиву прилику за палеонтологе, пошто Оробатес седи на важном споју у еволутивној прошлости живота. " Оробати се могу сматрати кључним фосилом за разумевање еволуције кичмењака, пошто је веома близак рођак последњих заједничких предака сисара, гмизаваца и птица", каже Ниакатура. Стога, Оробатес представља бића између првих краљежњака који су се повукли на копно и животиње попут гуштера, које су водиле земаљске животе пуне руке времена.

У новом истраживању Натуре, Ниакатура и његови колеге комбиновали су фосиле, студије живих животиња и хардвера како би направили роботску копију Оробатес-а, названу ОроБОТ. Помоћу робота који хода да поведе ову давно изумрлу животињу својим корацима, истраживачи су успели да „отворе црну кутију закључка“, каже Ниакатура и утврде највероватнији начин на који се Оробатес кретао.

Стручњаци биомеханике су раније користили овај приступ. Плеуробот, дизајниран да проучи како се саламандери крећу, показао је да роботика може пружити увид у анатомију живих бића. ОроБОТ враћа исту логику кроз Дееп Тиме, црпећи из студија о начину на који се саламандра, скинкс, игуанас и цаиманс обилазе. Ниакатура и његов тим дали су својим роботизираним Оробатесима различите ставове и намете за мерење резултирајућих образаца отисака, а затим су упоредили резултате са фосилизованим траговима које су живе животиње оставиле пре стотине милиона година.

„Прво смо детаљно проучавали кретање постојећих врста да бисмо боље разумели механичке особине простиране тетраподне локомоције“, каже Ниакатура. Ова су истраживања омогућила истраживачима да идентификују биомеханичке обрасце који су примијењени на њихове моделе кретања тетрапода. Фосилни отисци дјеловали су као провјера симулација рачунара, а кретање ОроБОТ-а користило је симулације да одговарају обрасцу отисака стопала.

„Приступ је свеобухватан, транспарентан и на експлицитно утемељен на доказима“, каже палеонтолог НИИТ-а Јулиа Молнар. „Мислим да ће многи други истраживачи у овој области усвојити аспекте своје методологије.“

Како се испоставило, начин на који се крећу савремени кајмани добар је аналог за Оробатес . Праповијесни предак гуштерима држао је тијело уз земљу савијеним удовима, лаганим покретом бочно у страну док је ходао. Ова врста кретања разликује се од онога што су палеонтолози очекивали. Молнарови претходници, каже Молнар, „обично се карактеришу као саламандер у свом кретању, у потпуности раширен и можда вукући трбух по земљи“.

Оробатес Фоссил Поглед одозго на холотипни примерак Оробатес пабсти . (Тхомас Мартенс / Музеј дер Натур Готха)

Иако се може чинити као лагани помак у понашању, дизање трбуха са земље током ходања представља велику промену од делимично водених животиња које вуку своја тела готово као да пливају по земљи, и животиња које су еволуирале да ходају претежно по чврстом тлу . "Остали истраживачи раније су претпостављали да је напредна локомотива коју смо закључили за Оробатес настала тек након порекла амниота", каже Ниакатура, али нови резултати говоре да су ови специјализованији начини кретања по земљи еволуирали много раније.

Механика ОроБОТ-а посебно је кључна за Оробатес, али истраживање показује како роботика може помоћи откључавању тајни током критичног времена у животној историји. Резултат нове студије, каже Молнар, "сугерира да матични амниоти нису били ограничени на потпуно раширене положаје, а можда је било и различитих положаја и потеза различитих животиња које се користе у различитим ситуацијама." Између врста везаних врста до воде и оних који су свој живот провели у потпуности на копну, помешући се између водених и копнених царстава, створења попут Оробата стварно би могла да стрше своје ствари.

Научници су користили робота да проуче како ходају претповијесни гуштери