美國科學(xué)家造水上機(jī)器人模擬生物進(jìn)化(圖)

進(jìn)化機(jī)器人

科研人員研制的機(jī)器尾翼

約翰教授和他的學(xué)生觀察水池中的機(jī)器人，研究生物進(jìn)化論

????北京時(shí)間5月31日消息 據(jù)美聯(lián)社報(bào)道，地球上生命樣式如何從單一到多樣，從簡單到復(fù)雜，達(dá)爾文提出的進(jìn)化論為我們提供了解釋。根據(jù)進(jìn)化論中自然選擇理論，地球上一些物種存活演化至今，然而一些物種卻消亡了。但是遠(yuǎn)古時(shí)期自然選擇是怎么發(fā)生的？近日，美國一所大學(xué)的科學(xué)家研制出長有鰭和尾巴的機(jī)器人，對遠(yuǎn)古時(shí)期的生物進(jìn)化進(jìn)行了模擬演示。

????在美國瓦薩爾學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室里，兩個(gè)機(jī)器人在水池內(nèi)像浴缸里的玩具一樣在水中搖擺著它們的尾鰭。這些機(jī)器人的動作都是通過裝在圓形塑料容器內(nèi)的微處理器控制。

????科學(xué)家并不是在玩什么游戲，而是在研究進(jìn)化論?？茖W(xué)家把兩個(gè)機(jī)器人放進(jìn)水池內(nèi)，模擬捕食者和被捕食者相遇的場景，從而對大約5億4千萬年前的生物進(jìn)化進(jìn)行研究。被捕食者機(jī)器人被稱為Preyro，在它身上能引起進(jìn)化。不過這并不像“終結(jié)者”系列電影里的機(jī)器人，由于它們智能化水平越來越高，甚至超過了人類，最后對研制開發(fā)它們的人類主人反戈一擊。據(jù)進(jìn)行這項(xiàng)研究的科學(xué)家表示，他們會對被捕食者機(jī)器人的尾部設(shè)計(jì)進(jìn)行不斷改進(jìn)，觀察那一種設(shè)計(jì)能使它躲避捕食者機(jī)器人的追殺。

????瓦薩爾學(xué)院的生物學(xué)和認(rèn)知科學(xué)教授約翰-龍和他的學(xué)生組成的科研團(tuán)隊(duì)開展了這項(xiàng)研究。約翰-龍說，“我們應(yīng)用了選擇理論，正如自然選擇法則?！?/p>

????據(jù)悉，目前全世界范圍內(nèi)有一個(gè)科研小組正借助機(jī)器人進(jìn)行生物學(xué)和進(jìn)化論研究，約翰-龍正是其中一名成員。這些機(jī)器人能夠在水中擺動身體，也能爬上岸?？蒲腥藛T們相信，隨著機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)器人將比以往更好地模擬動物，這也將方便他們更好地借助機(jī)器人研究進(jìn)化論。比如，約翰-龍開展研究的機(jī)器人檢驗(yàn)了遠(yuǎn)古水生動物背脊骨發(fā)展進(jìn)化的理論。

????各個(gè)方面的技術(shù)進(jìn)步預(yù)示著用機(jī)器人模擬進(jìn)行生物學(xué)和進(jìn)化論研究有廣闊的前景。控制機(jī)器人動作的微處理器體積越來越小，而且功能越來越強(qiáng)大。制造機(jī)器人的材料更加容易彎曲。此外借助越來越發(fā)達(dá)的假肢制造技術(shù)，科學(xué)家們借以研究生物學(xué)的機(jī)器人功能會越來越強(qiáng)大。

????幾年前瑞士科研人員制造出一個(gè)明黃色機(jī)器人，它能夠在水中游泳，而且能夠在陸地上行走?？蒲腥藛T借助這個(gè)機(jī)器人研究脊椎動物從水中向陸地的進(jìn)化?？蒲腥藛T把這個(gè)機(jī)器人從日內(nèi)瓦湖中蠕動爬出的視頻發(fā)布到了一家網(wǎng)站上。

????哈佛大學(xué)的有機(jī)體和進(jìn)化生物學(xué)教授喬治-羅德爾借助機(jī)器鰭來研究魚的運(yùn)動方式。他表示，科學(xué)家們只是借助機(jī)器人來模擬動物的某些特征，研究他們的工作原理。接著科學(xué)家們會改變它們的某些特征，觀察它們的機(jī)能會發(fā)生什么改變。

????約翰-龍和他的學(xué)生通過機(jī)器人試驗(yàn)證明了古水生生物背脊骨發(fā)展進(jìn)化的理論。他們把Preyro機(jī)器人和另一個(gè)捕食者機(jī)器人Tadiator同時(shí)放進(jìn)水池內(nèi)?？蒲腥藛T提出一個(gè)假設(shè)：古生物從避開捕食者快速逃生的需求，促進(jìn)了古水生生物背脊骨的發(fā)達(dá)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了他們的假設(shè)。他們發(fā)現(xiàn)改變Preyro機(jī)器人尾鰭的尺寸對Preyro機(jī)器人的逃生并無幫助，不過增強(qiáng)它的背脊骨卻能使它迅速游離危險(xiǎn)。約翰-龍和他的學(xué)生得出結(jié)論，躲避捕食者獵殺的需要，導(dǎo)致了多脊椎骨的進(jìn)化。

????然而哈佛大學(xué)的喬治-羅德爾教授表示，沒有什么材料制造出的機(jī)器人能夠完全模擬替代非常復(fù)雜的動物機(jī)體。不過他對生物學(xué)研究領(lǐng)域里的機(jī)器人技術(shù)發(fā)展卻充滿期待?！拔磥淼?0年將會是令人驚奇的。”(唐寧)