Группе европейских ученых удалось смоделировать походку животного из вымершего рода Orobates pabsti, а также создать робота, максимально точно повторяющего движения своего природного доисторического прототипа.
Исследователи отмечают, что оробаты обитали на Земле около 300 миллионов лет назад и по размеру могли сравниться с небольшой собакой. Хотя они мало кому известны, биологи крайне заинтересованы в изучении этих животных: считается, что оробаты были близкими родственниками последнего общего предка рептилий, земноводных и млекопитающих — то есть располагались на перекрестке эволюционного древа.
В настоящее время, чтобы определить манеру передвижения ископаемых животных, специалисты, как правило, исследуют отпечатки лап, найденные в окаменелостях, а также анализируют движения их потомков. Вместе с тем, такой способ изучения не дает точного представления о походке: анализируя останки, движения древних животных можно разве что описать теоретически. Исправить ситуацию ученые решили, воссоздав походку вымершего существа при помощи современных технологий.
Как сообщается, на первом этапе команда исследователей создала трехмерную цифровую модель скелета оробата на основе хорошо сохранившихся окаменелостей, тщательно проработав каждую кость и сустав. Затем ученые изучили рентгеновские видео потомков оробатов (кайманов, саламадр и игуан) во время движения и обозначили три важные характеристики – как стоит животное в вертикальном положении, как сгибается его позвоночник и как сгибаются локтевой и плечевой суставы во время ходьбы.
На следующем этапе специалисты соотнесли эти данные с особенностями виртуальной модели скелета оробата и, заставив ее пройтись по оцифрованным следам, которые также были запечатлены в окаменелостях, смоделировали походку доисторического животного.
Полученную модель затем использовали для обучения робота, созданного на основе останков оробата из пластиковых и стальных деталей, в том числе с применением трехмерной печати. Важно подчеркнуть, что ученые были вынуждены именно обучать робота, поскольку просто взять и перенести виртуальную модель в реальную не представляется возможным: цифровая копия по понятным причинам упускает из виду множество важных факторов, таких как влияние гравитации и сил трения.
В конечном итоге, после ряда падений и даже одного сломанного «ребра», получился OroBOT – робот, своим стилем передвижения максимально точно повторяющий свой природный прототип.
Изучив движения OroBOT, биологи пришли к выводу, что моторные навыки оробатов гораздо более развиты, чем считалось ранее: оказалось, что древнее животное в действительности обладало более прямой осанкой, отличалось прыткостью и во время ходьбы держало тело высоко, не волоча по земле живот и хвост.
По словам эволюционных биологов, такой способ передвижения по меркам пермского периода, в котором обитали оробаты, был более продвинутым по сравнению с другими древними четвероногими, у которых прямая, сбалансированная и энергосберегающая походка развилась на миллионы лет позже.
- Подробнее изучить параметры, которые использовались учеными для моделирования походки оробата, можно с помощью специального интерфейса.