古代海洋生物如何为软机器人技术提供信息

软机器人技术是用软材料制造机器人的研究，它在人类交互中具有灵活性和安全性的优点。这些机器人非常适合从医疗设备到提高各种任务效率的各种应用。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，或在这些环境中完成某些工作。

为了扩大我们对运动的理解，在卡内基梅隆大学菲利普·勒杜克和卡梅尔·马吉迪实验室工作并与欧洲古生物学家合作的理查德·德萨特尼克(Richard Desatnik)回顾了过去。该团队创造了具有古代动物运动能力的机器人，例如侧囊藻，一种生活在大约 5 亿年前的海洋生物。

Desatnik 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了他们在基于胸膜囊虫构建软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，但这只是我们星球历史上存在的动物的 1%，我们想看看是否可以从曾经在地球上漫游的其他 99% 的生物身上学到一些东西。地球，”德萨特尼克说。“有些动物在数百万年里一直非常成功，它们灭绝的原因并不是因为生物学上缺乏成功——可能是发生了大规模的环境变化或灭绝事件。”

德萨特尼克和同事从侧囊藻化石开始研究，这种化石与当今的海星和海胆有关，但有一个肌肉发达的茎(一种尾巴)可以移动。他们使用 CT 扫描来更好地了解 3D 形状。计算机模拟表明了它在水中推进的方式。根据这些数据，他们建造了一个模仿史前生物的软机器人。

他们的研究表明，茎的扫掠运动可以帮助这些动物沿着海底滑行。他们还发现，更长的茎——化石记录表明侧囊虫经过几代人的进化而形成——可以使它们跑得更快，而不需要更多的能量。

德萨特尼克指出，这些水下软机器人可能在未来有所帮助，“无论是地质勘探，还是修复我们水下的所有机械”。

研究人员利用灭绝的动物来指导软机器人设计，他们称之为古仿生学，有可能进一步加深我们对进化、生物力学和软机器人运动的理解。