abril 18, 2024

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Los investigadores están reviviendo como robot una criatura fósil extinta hace mucho tiempo

Los investigadores están reviviendo como robot una criatura fósil extinta hace mucho tiempo

Hasta ahora, cuando los científicos e ingenieros han desarrollado robots blandos inspirados en organismos vivos, se han centrado en ejemplos vivos y modernos. Por ejemplo, anteriormente informamos sobre aplicaciones de robótica blanda que imitan calamares, saltamontes y guepardos. Sin embargo, por primera vez, un equipo de investigadores ha combinado los principios de la robótica blanda y la paleontología para construir una versión robótica blanda de una pleurocistítida, una antigua criatura marina que existió hace 450 millones de años.

Los pleurocistidos están relacionados con los equinodermos modernos, como las estrellas de mar y las estrellas quebradizas. El organismo tiene gran importancia en la evolución porque se cree que es tan Los primeros equinodermos Era capaz de moverse: utilizaba un tronco musculoso para desplazarse por el fondo del mar. Pero, debido a la falta de evidencia fósil, los científicos… No entendí claramente ¿Cómo utilizó el organismo el tronco para moverse bajo el agua? “Aunque sus hábitos de vida y su postura se conocen razonablemente bien, los mecanismos que controlan el movimiento de su tronco son muy controvertidos”, dijeron los autores de un estudio publicado anteriormente centrado en el tronco de los equinodermos. NÓTESE BIEN.

La réplica de robot blando recientemente desarrollada (también llamada “rombo”) de un equinodermo ha permitido a los investigadores descifrar el movimiento del organismo y varios otros misterios asociados con la evolución de los equinodermos. En su estudio, también afirman que la réplica servirá como base para la paleontología, un campo relativamente nuevo que utiliza robótica blanda y evidencia fósil para explorar diferencias biomecánicas entre formas de vida.

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Haz una réplica del robot blando.

Hay muchas razones por las que los científicos no intentan crear una versión robótica blanda de algo tan extinto y tan antiguo como la pleuresía. Es difícil entender cómo se mueve un organismo porque no existe un equivalente en la actualidad. Además, la evidencia fósil proporciona sólo información limitada sobre cómo se movía un organismo. Por ejemplo, aunque algunos investigadores sugieren que la bacteria pleurocystis nada, Otros argumentan Mostraban movimientos de remo o sinusoidales.

Para superar estos desafíos, los investigadores trabajaron con paleontólogos especializados en equinodermos. Recolectaron imágenes de fósiles, tomografías computarizadas y todas las demás pruebas que pudieron encontrar y luego utilizaron estos datos para diseñar el cuerpo y el tallo del saco pleural. Luego utilizaron moldeo de elastómero e impresión 3D para construir las diferentes partes del robot según el diseño.

El organismo extinto que sirvió de base para el diseño del robot.
Acercarse / El organismo extinto que sirvió de base para el diseño del robot.

Cuando intentaron hacer que el robot se moviera usando el torso (como una extremidad real), se enfrentaron a otro desafío. “El actuador blando utiliza alambre de nitinol, que es una aleación con memoria de forma (SMA) que a menudo se quema y se estira permanentemente. Esto requiere fabricar varios vástagos (se fabricaron alrededor de 100) y reemplazarlos cuando se estropean.

También fue difícil replicar el torso blando y musculoso de la bacteria de la pleuresía, ya que los investigadores no pudieron utilizar actuadores convencionales, que son demasiado voluminosos y rígidos. “En su lugar, necesitábamos utilizar un cable de 'músculo artificial' especial que consistía en una aleación de níquel y titanio que se contrae en respuesta a la estimulación eléctrica. Esto nos permitió crear un motor similar a un torso”, añadió Carmel Majidi, autor principal del estudio. y profesor de ingeniería mecánica en la Universidad Carnegie Mellon: “Coincide con la flexibilidad de un tronco musculoso natural”.

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Luego, los investigadores realizaron algunas simulaciones para ver cómo probablemente se movería el rombo bajo el agua. Descubrieron que un torso más largo conducía a un mejor movimiento. Según el estudio, esto era consistente con la evidencia fósil que sugiere la evolución de piernas más largas en la pleura con el tiempo.

Después de estudiar las simulaciones, los investigadores colocaron el robot en un acuario de 42 por 42 pulgadas con una superficie inferior similar al fondo del mar. Realizaron múltiples pruebas, cada una de las cuales duró dos minutos, para examinar el movimiento del robot. “Demostramos que una marcha amplia y amplia puede ser la más eficiente para estos equinodermos, y que aumentar la longitud del tronco puede haber resultado en un aumento significativo de la velocidad con un costo mínimo de energía adicional”. NÓTESE BIEN En sus estudios.

Estudio de animales extintos.

Hacer copias exactas de criaturas antiguas y extintas utilizando la paleontología suena interesante, pero ¿qué pueden decirnos los robots que el registro fósil no pueda decirnos? Cuando le planteamos esta pregunta a Majidi, explicó que al centrarse únicamente en robots inspirados en especies existentes, los científicos pueden estar perdiendo una gran oportunidad de aprender los principios biológicos y evolutivos que gobiernan la vida de muchas otras formas de vida.

Por ejemplo, según una estimación, incluye organismos modernos. Sólo el 1 por ciento De todas las formas de vida que alguna vez han existido en la Tierra. “Podemos empezar a aprender del 99 por ciento de las especies que alguna vez vagaron por la Tierra en lugar de sólo el 1 por ciento. Hay muchas criaturas que tuvieron éxito durante millones de años y que se extinguieron debido a cambios drásticos en su entorno”, dijo Majidi. Ars Técnica.

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Las réplicas robóticas blandas de estas criaturas proporcionan a los paleontólogos una poderosa herramienta para crear plataformas de prueba experimentales para examinar hipótesis sobre cómo se movían y evolucionaban estas antiguas formas de vida.

El estudio actual demuestra con éxito que los robots blandos pueden utilizarse para “revivir” organismos extintos y estudiar su locomoción y biomecánica. “Esto no se ha hecho antes dentro de la comunidad de robótica blanda y esperamos que inspire más investigaciones en esta área”, añadió Desatnick.

PNAS, 2023. DOI: 10.1073/pnas.2306580120 (Acerca de las identificaciones digitales)

Rupendra Brahambhatt es una periodista y directora de cine experimentada. Cubre noticias científicas y culturales y, durante los últimos cinco años, ha trabajado activamente con algunas de las agencias de noticias, revistas y marcas de medios más innovadoras que operan en diferentes partes del mundo.