155
Вчені створили систему керування на основі біотехнологій для моделювання плавання плезіозавра, вирішуючи довго обговорювану «проблему чотирьох крил». Дослідницька група, можливо, розкрила таємницю того, як давня морська рептилія, плезіозавр, рухалася, розробивши систему керування, натхненну біотехнологіями, яка імітує її коригування руху.
Вимерлі тварини мають суттєво відмінні форми тіла від тварин, які все ще існують, тому важко визначити, як вони рухалися, порівнюючи їх із живими видами. Крім того, скам’янілості рідко зберігають м’які тканини кінцівок, необхідні вченим для вивчення пересування та отримання ключової інформації про їхній спосіб життя.
Плезіозаври бродили доісторичними океанами Землі, рухаючись завдяки своїй унікальній структурі тіла, яка мала чотири великі ласти однакового розміру. Проте те, як плезіозаври використовували ці ласти для плавання, довго спантеличило палеонтологів. Ця так звана «проблема чотирьох крил» була темою гарячих дискусій протягом багатьох років.
Але тепер дослідницька група, що складається з дослідників з Університету Тохоку, Університету Канагава та Університету Манчестера, розробила новий підхід до вирішення цієї таємниці.
«Замість того, щоб зосереджуватися виключно на тому, як вода взаємодіє з тілами плезіозавра, тобто на гідродинаміці плавання, ми вирішили вивчити, як ці тварини контролювали свій рух», — говорить Акіо Ішігуро, професор Дослідницького інституту електрозв’язку (RIEC) в Університет Тохоку. «Це тому, що плезіозаври мали можливість плавати з різною швидкістю та в різних умовах».
Натхнення від живих істот
Акіо та його колеги черпали натхнення з механізмів координації між кінцівками, що лежать в основі гнучкої ходи, яку використовують інші чотирилапі хребетні, такі як собаки та коти. Вони розробили автономну децентралізовану систему управління для робота, схожого на плезіозавра.
Експериментальні результати показали, що система управління успішно генерувала скоординовані візерунки між передніми та задніми ластами у відповідь на зміни в циклі помаху та морфології.
«Наш новий підхід реконструює спосіб, у який вимерлі тварини можуть регулювати свої моделі руху гнучким і залежним від ситуації способом», — каже Акіра Фукухара, доцент RIEC і провідний/перший автор статті. «Це також означає, що ми можемо почати досліджувати повний репертуар пересування інших вимерлих тварин і дізнатися більше про їхній спосіб життя».
Деталі результатів нещодавно були опубліковані в журналі Scientific Reports.
У дослідженні також брали участь Мцутоші Сато та Хісаюкі Огава, двоє колишніх аспірантів RIEC; разом із Тамакі Сато, професором Університету Канагава; і Вільям Селлерс, професор Манчестерського університету.
Заглядаючи вперед, дослідницька група сподівається зробити реконструкцію руху, яка враховує інші аспекти тіл плезіозавра. «Плезіозаври, як відомо, мали подовжену шию, але ця довжина значно відрізнялася від істоти до істоти», — додає Ішігуро. «Ми сподіваємося створити моделі, які включатимуть роль шиї, голови та тулуба в контролі рухів цих стародавніх істот».
