大约在 5 亿年前，海星、海胆和沙钱的远古祖先在古生代的海底上方游弋。这种被归类为海百合（pleurocystitid）的动物，外观上类似于有护甲的鳐鱼，长着一对看起来像触角的游动器官。
作为其门类中最早能够自主移动的生物之一，它通过左右摆动分节的尾部向前游动。机器人研究员 Richard Desatnik 和他的同事们在 2023 年通过构建该生物的机器人复制品来模拟其游动方式，从而识别出了它的运动机制。
这项研究发表于 2023 年 11 月的《PNAS》杂志，并将于 2024 年 2 月在第 68 届生物物理学会年会上进行展示。研究人员的工作证明了受古代动物启发的机器人在各种应用中的潜力。
除了揭示古代动物的运动机制外，例如，海百合机器人还可以为水下测绘和机器维护做出贡献。这意味着，经过 5 亿年的沉寂，海百合可能以硅胶和电线的形式重返世界水域。
阅读更多：微型机器人正在捕捞微塑料
什么是软体机器人？它有哪些应用？
软体机器人是机器人学的一个子领域，专注于使用硅胶等柔软、可塑性材料来制造机器人。因此，这类机器人更能精确地模仿动物的运动。事实上，近年来，研究人员越来越多地将灵活的机器人作为揭示动物生物力学的工具，包括蛇、蝾螈、海龟等等。
但这些机器人提供的关于动物运动的见解并不仅限于现代动物。据 Desatnik 及其同事介绍，这些机器人也能模仿古代生物的运动，例如海百合。
“我们从现代生物那里学到了很多，但这只占我们星球历史上存在过的动物的 1%，”Desatnik 在一份新闻稿中说。“我们想看看是否能从曾经漫步地球的其他 99% 的生物身上学到什么。”
建造古代动物机器人涉及哪些方面？
化石和计算机分析是团队制造机器人的起点。前者提供了构建的大小和形状信息，后者则确定了最适合海百合的运动机制——一种与海星、海胆相关的生物，拥有一条用于移动的肌肉茎（尾巴）。通过使用硅胶和形状记忆合金线，团队制造了具有强劲摆动茎的机器人，以模仿这种古生代生物的运动。
机器人揭示了，海百合的茎部左右摆动可以使其向前推进。它们还表明，较长的茎可以比短的茎更快地推动海百合前进，这一点似乎得到了古生代化石的支持，这些化石显示尾巴随着时间的推移而越来越长。
该团队认为，从古代动物身上汲取灵感可以继续推动生物学、生物力学和机器人学的发展。不仅如此，该团队称之为“古生物仿生学”（paleobionics）的策略，还可以通过借鉴失落已久的古代运动形式，为海洋研究做出贡献或协助完成复杂的水下任务。
“无论是地质勘探，还是修复我们在水下的一切机械设备，”Desatnik 在新闻稿中补充道，这些机器人的应用不计其数，这意味着早已灭绝的海百合可能仍然对我们有益。
阅读更多：受章鱼触手启发的工程手套如何帮助人类？
