Num artigo publicado na revista Science Robotics , a equipe de investigação, liderada pela Universidade de Cambridge, descreve como a “robótica de inspiração paleolítica” poderia fornecer uma abordagem experimental valiosa para estudar como as barbatanas peitorais e pélvicas dos peixes antigos evoluíram para se sustentar. o peso no chão.
“Como as evidências fósseis são limitadas, temos uma imagem incompleta de como a vida antiga fez a transição para a terra”, disse o autor principal, Dr. Michael Ishida, do Departamento de Engenharia de Cambridge, em um comunicado.
"Os paleontólogos examinam fósseis antigos em busca de pistas sobre a estrutura do quadril e das articulações pélvicas, mas há limites para o que podemos aprender apenas com os fósseis. É aí que os robôs podem entrar em ação, ajudando-nos a preencher as lacunas na pesquisa, particularmente quando estudamos mudanças importantes na forma como os vertebrados se moviam”.
Ishida é membro do Laboratório de Robótica Bioinspirada de Cambridge, liderado pelo Professor Fumiya Iida. A equipe está desenvolvendo robôs com eficiência energética para uma variedade de aplicações, que são inspirados na forma eficiente como os animais e os humanos se movem.
Com financiamento do Human Frontier Science Program, a equipe está desenvolvendo robôs de inspiração paleolítica, parcialmente inspirados nos "peixes ambulantes" modernos, como os mudskippers, e em fósseis de peixes extintos. “No laboratório, não podemos fazer um peixe vivo andar de maneira diferente e certamente não podemos fazer um movimento fóssil, por isso estamos usando robôs para simular sua anatomia e comportamento”, disse Ishida em comunicado.
A equipe está criando análogos robóticos de antigos esqueletos de peixes, completos com articulações mecânicas que imitam músculos e ligamentos. Depois de concluído, a equipe realizará experimentos com esses robôs para determinar como essas criaturas antigas podem ter se movido.
“Queremos saber quanta energia diferentes padrões de caminhada exigiriam ou quais movimentos seriam mais eficientes”, disse Ishida. “Estes dados podem ajudar a confirmar ou questionar as teorias existentes sobre como estes primeiros animais evoluíram.”
Um dos maiores desafios neste campo é a falta de registros fósseis completos. Muitas das espécies antigas deste período da história da Terra são conhecidas apenas a partir de esqueletos parciais, tornando difícil reconstruir toda a sua amplitude de movimento.
“Em alguns casos, estamos apenas adivinhando como certos ossos se conectavam ou funcionavam”, disse Ishida. “É por isso que os robôs são tão úteis: eles nos ajudam a confirmar essas suposições e a fornecer novas evidências para apoiá-las ou refutá-las”.
Embora os robôs sejam comumente usados para estudar o movimento de animais vivos, poucos grupos de pesquisa os utilizam para estudar espécies extintas. “Existem apenas alguns grupos que fazem este tipo de trabalho”, disse Ishida. “Mas achamos que é uma escolha natural: os robôs podem fornecer informações sobre animais antigos que simplesmente não conseguimos obter apenas a partir de fósseis ou de espécies modernas.”
A equipe espera que seu trabalho encoraje outros pesquisadores a explorar o potencial da robótica para estudar a biomecânica de animais extintos há muito tempo. “Estamos tentando fechar o ciclo entre as evidências fósseis e a mecânica do mundo real”, disse Ishida.
“Os modelos de computador são obviamente extremamente importantes nesta área de pesquisa, mas à medida que os robôs interagem com o mundo real, eles podem nos ajudar a testar teorias sobre como essas criaturas se moviam e talvez até por que se moviam daquela maneira."
A equipe está atualmente nos estágios iniciais de construção de seus paleo-robôs, mas espera obter alguns resultados no próximo ano. Os pesquisadores dizem que esperam que seus modelos de robôs não apenas aprofundem a compreensão da biologia evolutiva, mas também possam abrir novos caminhos de colaboração entre engenheiros e pesquisadores de outras áreas.
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