Как древние морские существа могут повлиять на мягкую робототехнику

Мягкая робототехника — это наука о создании роботов из мягких материалов, которые обладают преимуществом гибкости и безопасности при взаимодействии с людьми. Эти роботы хорошо подходят для применения в самых разных областях: от медицинских устройств до повышения эффективности выполнения различных задач. Кроме того, использование различных форм роботизированного движения может также помочь нам при исследовании океана или космоса или выполнении определенных работ в этих средах.

Чтобы расширить наше понимание передвижения, Ричард Десатник, который работает в лабораториях Филипа Ледюка и Кармель Маджиди в Университете Карнеги-Меллон и сотрудничает с палеонтологами из Европы, обращается к прошлому. Команда создает роботов с движениями древних животных, таких как плевроциститиды, морское создание живших около 500 миллионов лет назад.

Десатник представляет результаты процесса создания мягкого робота на основе плевроциститид. 68-е ежегодное собрание биофизического обществакоторый пройдет 10–14 февраля 2024 г. в Филадельфии, штат Пенсильвания.

«Мы многому научились у современных существ, но это лишь 1% животных, существовавших на протяжении всей истории нашей планеты, и мы хотим посмотреть, можем ли мы чему-то научиться у остальных 99% существ, которые когда-то бродили по нашей планете. Земля», — сказал Десатник. «Есть животные, которые были очень успешными на протяжении миллионов лет, и причина их вымирания заключалась не в недостатке биологии — возможно, произошло массовое изменение окружающей среды или вымирание».

Десатник и его коллеги начали с окаменелостей плевроциститид, родственных современным морским звездам и морские ежи но у него был мускулистый стебель — своего рода хвост, — который позволял двигаться. Они использовали компьютерную томографию, чтобы получить лучшее представление о трехмерной форме. Компьютерное моделирование позволило предположить, каким образом он мог двигаться по воде. На основе этих данных они построили мягкого робота, имитирующего доисторическое существо.

Их работа предполагает, что широкие движения стебля могли помочь этим животным скользить по дну океана. Они также обнаружили, что более длинный стебель, который Окаменелости предполагает, что плевроциститиды развивались на протяжении поколений и могли бы делать их быстрее, не требуя гораздо больше энергии.

Эти подводные мягкие роботы могут помочь в будущем, «будь то геологическая разведка или ремонт всего оборудования, которое у нас есть под водой», отмечает Десатник.

Подход исследователей к использованию вымершие животные для информирования о дизайне мягких роботов, который они называют палеобионикой, он может улучшить наше понимание эволюции, биомеханики и движений мягких роботов.