機器人探索史前海洋生物游泳風格的神秘面紗

由南安普頓大學領導的一項新研究通過創造一個模仿其運動的機器人，闡明了史前海洋生物的游泳風格。

包括工程與環境博士生Luke Muscutt在內的南安普頓團隊與布里斯托大學的合作伙伴一起分析了蛇頸龍的推進方法 - 與恐龍同時生活并且超過6500萬年死亡的海洋爬行動物前。

蛇頸龍在脊椎動物中是獨一無二的，因為它們使用兩對近乎相同的鰭狀肢來推動自己穿過水 - 而其他動物，包括現有物種，如海龜和海獅，具有不同構造的前后組，主要使用前者用于推力和后推力用于轉向。

然而，蛇頸龍的推進動力學一直存在爭議，自20世紀50年代以來提出了各種理論。

在今天[8月30日星期三]發表在英國皇家學會會刊B期間的一篇論文中，盧克和他的同事描述了他們使用3D打印鰭狀肢進行的一系列水箱實驗，這些鰭狀肢附著在機器人機構上，以模仿一系列的移動組合。

他們研究了現有鰭狀動物動物的蛇頸龍化石和X射線，以確定大型翼狀鰭狀肢的形狀以及機器人機制需要重現的運動范圍。

研究小組發現，前鰭狀肢在水中產生的旋轉運動使后鰭的推力和效率大幅提高(推力增加了60%，效率提高了40%) - 強烈暗示蛇頸龍會使用所有四個腳蹼推動自己穿過水。

盧克解釋說：“化石本身并沒有告訴我們很多關于蛇頸龍實際上是如何移動的。沒有基因工程的蛇頸龍，我們最好的選擇就是創造一個機器人來展示它是如何發生的。

“結果令人驚訝，并指出為什么蛇頸龍是如此成功的物種，保留了四個鰭狀肢超過1億年。

“如果情況并非如此，四腳蹼系統不太可能保持這么長時間。

“了解動物如何移動可以讓我們更好地了解整個動物 - 例如，它可以行進多遠，它可以捕食的動物，它可能成為什么動物。

“我們對串聯鰭狀肢系統的觀察，例如蛇頸龍也可能最終具有實際應用 - 例如，作為海底車輛的推進系統，可以幫助它們更加靈活，高效和安靜。”

布里斯托爾大學地球科學學院的科林·帕爾默補充道：“我們的團隊將生物學，古生物學和工程學相結合，在我們對蛇頸龍推進力的理解方面取得了重大進展。

“我們的研究結果解決了關于蛇頸龍游泳技術的長期爭論，并展示了串聯鰭狀肢布置的有效性。這提供的推力和效率增強必定有助于這些動物的進化成功。”