محققان دانشکده مهندسی مکانیک در دانشگاه کارنگی ملون (پنسیلوانیا، ایالات متحده آمریکا)، با همکاری دیرین شناسان اسپانیایی و لهستانی، از شواهد فسیلیبرای مهندسی و ساخت نمونه مشابه رباتیک یک ارگانیسم دریایی موسوم به «پلیوروسیستید» (pleurocystitid) استفاده کردند.
این موجود دریایی تقریباً 450 میلیون سال پیش وجود داشته است و به عنوان یکی از اولین خارپوستان شناخته می شود که می تواند با استفاده از اجسام میانی عضلانی حرکت کند.
این تحقیق که نتایج آن در مجله Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده است، با معرفی یک حوزه تحقیقاتی جدید به نام «paleobionics» با هدف گسترش تفکر امروزی در مورد طراحی و حرکات حیوانات است.
هدف این حوزه جدید تحقیقاتی، استفاده از رباتیک نرم – روباتیک با استفاده از الکترونیک انعطاف‌پذیر و مواد نرم – برای درک عوامل بیومکانیکی (بیومکانیکی) است که تکامل را با استفاده از موجودات منقرض شده پیش می‌برند.
کارمل مجیدی، استاد مهندسی مکانیک در دانشگاه کارنگی ملون و نویسنده اصلی این مقاله، می‌گوید: «رباتیک نرم رویکرد دیگری برای تکمیل علم با استفاده از مواد نرم برای ایجاد اندام‌های رباتیک انعطاف‌پذیر و اندام‌های متصل به آن است.» بسیاری از اصول بنیادی. زیست شناسی و طبیعت را تنها زمانی می توان به طور کامل توضیح داد که به سیر تکاملی حیوانات در گذشته نگاه کنیم. وی افزود: در حال انجام نمونه های قابل مقایسه در قالب روبات هستیم تا بررسی کنیم که حرکات چگونه تغییر کرده است.
در حالی که انسان‌ها تنها 0.007 درصد از تاریخ خود را بر روی سیاره زمین زندگی می‌کردند، قلمرو حیوانات مدرن که بر درک ما از تکامل تأثیر می‌گذارد و الهام‌بخش سیستم‌های مکانیکی امروزی است، تنها بخش کوچکی از همه موجودات زنده‌ای را نشان می‌دهد که در طول تاریخ وجود داشته‌اند.
این محققان با استفاده از شواهد فسیلی و ترکیبی از عناصر و پلیمرهای چاپ سه‌بعدی برای تقلید و شبیه‌سازی ساختار حرکتی بدن پلوروسیستید، نشان دادند که این موجود احتمالاً می‌تواند با استفاده از یک بخش میانی عضلانی در کف دریا راه برود.
اگرچه امروزه هیچ موجودی شبیه پلوروسیستیدها وجود ندارد (خارپوستان از آن زمان تکامل یافته اند تا موجوداتی مانند ستاره دریایی را نیز در بر بگیرند)، این موجود که صدها میلیون سال پیش منقرض شده است، به دلیل نقش مهمش در تکامل خارپوستان مورد توجه دیرینه شناسان بود.
دانشجوی فارغ التحصیل و یکی از نویسندگان اصلی این کار می گوید: «محققان در زمینه رباتیک الهام گرفته شده از زیست شناسی باید ویژگی های مهم موجودات را انتخاب کنند.
زک پترسون، یکی دیگر از این محققین، خاطرنشان کرد: ما باید در مورد بهترین استراتژی حرکت برای ربات های متحرک تصمیم گیری کنیم. به عنوان مثال، آیا یک ربات ستاره دریایی به پنج دست و پا نیاز دارد یا می توانیم استراتژی بهتری داشته باشیم؟
اکنون که تیم تحقیقاتی نشان داده است که می‌توانند از روباتیک نرم برای طراحی و ساخت ارگانیسم‌های منقرض شده استفاده کنند، امیدوارند حیوانات دیگر را نیز کشف کنند، مانند اولین موجوداتی که قادر به حرکت از دریا به خشکی هستند.
فیل لوداک، استاد مهندسی مکانیک، گفت: «ایجاد حیات جدید برای چیزی که نزدیک به 500 میلیون سال پیش وجود داشته است به خودی خود هیجان انگیز است، اما آنچه واقعاً ما را هیجان زده می کند این است که چقدر می توانیم از این پیشرفت بیاموزیم. ما نه تنها فسیل های زمین را مطالعه می کنیم، بلکه می کوشیم از طریق همکاری با دیرینه شناسان بزرگ، زندگی را بهتر درک کنیم.