科技日?qǐng)?bào)記者 張夢(mèng)然

從水生環(huán)境過(guò)渡至陸地生活是地球生命演化史中的一個(gè)關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點(diǎn)?，F(xiàn)在，一支由機(jī)器人專家和古生物學(xué)家共同組建的研究隊(duì)伍，創(chuàng)新地利用機(jī)器人技術(shù)，探究現(xiàn)代陸地生物的先祖?zhèn)冊(cè)诖蠹s3.9億年前如何實(shí)現(xiàn)從游泳到行走的歷史性轉(zhuǎn)變。這種仿古生物機(jī)器人的應(yīng)用，為生物進(jìn)化學(xué)提供了全新實(shí)驗(yàn)手段。由英國(guó)劍橋大學(xué)主導(dǎo)的這項(xiàng)研究發(fā)表于最新一期《科學(xué)·機(jī)器人》雜志。

古生物學(xué)者主要依賴于化石記錄來(lái)探尋遠(yuǎn)古時(shí)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(duì)于這段歷史的認(rèn)知仍存在不少空白。在此背景下，機(jī)器人的介入為填補(bǔ)這些認(rèn)知缺口提供了可能性，尤其是在探討脊椎動(dòng)物從水棲向陸棲運(yùn)動(dòng)模式轉(zhuǎn)換的過(guò)程中。

此次開(kāi)發(fā)的仿古生物機(jī)器人，設(shè)計(jì)靈感既來(lái)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(shí)際操作中，人們既不能讓現(xiàn)代魚類按照過(guò)去的方式行動(dòng)，也不能使古老的化石復(fù)原其生命時(shí)的姿態(tài)，但借助機(jī)器人則可以模擬這些生物的解剖特征與行為表現(xiàn)。

團(tuán)隊(duì)復(fù)制了遠(yuǎn)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(jī)械裝置。組裝完成后，通過(guò)對(duì)這些機(jī)器模型的測(cè)試，他們得以評(píng)估這些原始生物可能采取的運(yùn)動(dòng)方式。

團(tuán)隊(duì)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(shí)期內(nèi)的物種僅留下零星的骨骼碎片，重構(gòu)其完整的運(yùn)動(dòng)機(jī)能成為一大難題。此時(shí)，機(jī)器人模擬便發(fā)揮了重要作用，它們不僅幫助驗(yàn)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(jī)器人技術(shù)在“復(fù)原”已滅絕生物方面的應(yīng)用尚屬少見(jiàn)。該團(tuán)隊(duì)期望，新成果能激發(fā)更多科研人員投身于利用機(jī)器人技術(shù)研究遠(yuǎn)古生物力學(xué)特性的探索之中。

總編輯圈點(diǎn)

技術(shù)的進(jìn)步，不僅能帶我們?nèi)ネ磥?lái)，還能帶我們溯源過(guò)去。過(guò)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(méi)關(guān)系，機(jī)器人可以幫忙補(bǔ)齊生物演化的拼圖。此次，科研人員造出仿古生物機(jī)器人，讓這些具有遠(yuǎn)古魚類骨骼結(jié)構(gòu)的機(jī)器人模擬曾經(jīng)的運(yùn)動(dòng)方式，測(cè)試從“游泳”到“行走”各種轉(zhuǎn)變可能性，來(lái)檢驗(yàn)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(duì)象。