机器人探索史前海洋生物游泳风格的神秘面纱

由南安普顿大学领导的一项新研究通过创造一个模仿其运动的机器人，阐明了史前海洋生物的游泳风格。

包括工程与环境博士生Luke Muscutt在内的南安普顿团队与布里斯托大学的合作伙伴一起分析了蛇颈龙的推进方法 - 与恐龙同时生活并且超过6500万年死亡的海洋爬行动物前。

蛇颈龙在脊椎动物中是独一无二的，因为它们使用两对近乎相同的鳍状肢来推动自己穿过水 - 而其他动物，包括现有物种，如海龟和海狮，具有不同构造的前后组，主要使用前者用于推力和后推力用于转向。

然而，蛇颈龙的推进动力学一直存在争议，自20世纪50年代以来提出了各种理论。

在今天[8月30日星期三]发表在英国皇家学会会刊B期间的一篇论文中，卢克和他的同事描述了他们使用3D打印鳍状肢进行的一系列水箱实验，这些鳍状肢附着在机器人机构上，以模仿一系列的移动组合。

他们研究了现有鳍状动物动物的蛇颈龙化石和X射线，以确定大型翼状鳍状肢的形状以及机器人机制需要重现的运动范围。

研究小组发现，前鳍状肢在水中产生的旋转运动使后鳍的推力和效率大幅提高(推力增加了60%，效率提高了40%) - 强烈暗示蛇颈龙会使用所有四个脚蹼推动自己穿过水。

卢克解释说：“化石本身并没有告诉我们很多关于蛇颈龙实际上是如何移动的。没有基因工程的蛇颈龙，我们最好的选择就是创造一个机器人来展示它是如何发生的。

“结果令人惊讶，并指出为什么蛇颈龙是如此成功的物种，保留了四个鳍状肢超过1亿年。

“如果情况并非如此，四脚蹼系统不太可能保持这么长时间。

“了解动物如何移动可以让我们更好地了解整个动物 - 例如，它可以行进多远，它可以捕食的动物，它可能成为什么动物。

“我们对串联鳍状肢系统的观察，例如蛇颈龙也可能最终具有实际应用 - 例如，作为海底车辆的推进系统，可以帮助它们更加灵活，高效和安静。”

布里斯托尔大学地球科学学院的科林·帕尔默补充道：“我们的团队将生物学，古生物学和工程学相结合，在我们对蛇颈龙推进力的理解方面取得了重大进展。

“我们的研究结果解决了关于蛇颈龙游泳技术的长期争论，并展示了串联鳍状肢布置的有效性。这提供的推力和效率增强必定有助于这些动物的进化成功。”