远古生物以软机器人形式复活?

2023-11-17 18:25

远古海洋有着许多奇特的生物形态，但随着地质年代的流逝，其中的大多数生物都已灭绝殆尽。这些远古生物留给我们的只有少量化石纪录，科学家一直在努力探索这些灭绝生物的奥秘，揭开地球漫长生命进化史中的一隅。

美国卡内基梅隆大学的科学家最近使用软机器人技术“复活”了一种存在于4.5亿年前的远古生物——侧囊虫。这项研究为人类打开了一扇了解远古生物的新窗口，也将软机器人技术引入古生物学研究的创新领域。

侧囊虫是一种生存在4.5亿年前，远早于第一批恐龙出现的古老海洋生物。卡内基梅隆大学的研究小组利用化石线索设计了侧囊虫的软机器人复制品。他们在《美国国家科学院院刊》发表的论文中报告了这一研究成果。

研究人员首先通过对侧囊虫化石的观察，对其身体结构和移动附肢进行了精确的测绘与建模。他们将这些结构参数输入计算机，构建了一个侧囊虫的三维虚拟模型。基于这个模型，研究人员可以模拟侧囊虫在海底不同方式的运动。

在计算机模拟的基础上，研究团队进一步使用软机器人技术来打造侧囊虫的物理复制品。软机器人由柔性材料制成，可以像生物体那样实现柔软的运动。研究人员使用3D打印和柔性聚合物材料，按照化石测量结果来制造类似侧囊虫移动附肢的柔软结构。

最终，他们制造出一个可以在试验台上爬行的侧囊虫软机器人模型。这个模型的运动方式与计算机模拟结果高度吻合，表明研究人员成功复制了这一灭绝生物的基本运动学特征。

借助软机器人模型，研究人员对侧囊虫的运动方式进行了深入探究。结果表明，侧囊虫可能主要依靠管状移动附肢在海底进行运动，这种附肢的摆动推动可以产生向前的力。同时，侧囊虫也可能进行大范围的扫掠式运动，用身体两侧的附肢在海底进行摆动，以获得更高的平均移动速度。

研究还发现，移动附肢的长度对侧囊虫运动能力有重要影响。模拟结果显示，随着附肢长度的增加，侧囊虫的平均移动速度也呈指数级上升，这为科学家提供了重要启示，有助于了解早期生物运动结构的演化。

人类文明在地球46亿年的历史长河中不过瞬息。要探索生命漫长的进化历程，我们需要展开想象的翅膀，借助科技的力量来重构已灭绝生物的远古画卷。

软机器人技术为实现这一目标带来了新的希望。不同于传统坚硬的机器人，软机器人模拟生物体的柔软特性，能够以更加生物化的方式来复制运动，这为考古学家和古生物学家提供了一个宝贵的工具，用来探究那些只留下骨骼或轮廓的古生物。

而侧囊虫软机器人模型证明了这种技术的可行性和潜力。我们有理由相信，在不久的将来，科学家可以通过这种方法来重现越来越多古老物种的运动原理，包括那些形态极为怪异的生物，这将大大拓展我们对地球生命演化历程的认知，揭开生命奥秘的更多面纱。

当更多“电子化石”重现古生物的生命迹象时，我们将有机会不仅从化石标本中，而且从它们灵活运动的投影中，感受到跨越亿万年的生命心跳。这是技术进步赋予我们的惊人机遇，也将推进人类文明对自然和生命的理解。

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