生物行移动版

“这是每个孩子的梦想：既造机器人，又研究恐龙。”—— Michael Ishida，剑桥大学机器人学家

从“生物启发”到“古生物启发”的跨越

古启发机器人学（paleo-inspired robotics）源于更成熟的 “生物启发机器人学” 。后者根据现存动物（如蝾螈）来设计机器人；而前者面临一个核心难题：没有活体参照物。研究人员通过近亲、化石记录和基本物理定律来抽象并重建运动方式。现代技术进步——3D打印、计算机辅助设计、新型材料和高精度3D成像——正在推动该领域进入黄金时代。

OroBot：改写四足动物演化史

2800万年前的Orobates pabsti是一种四足动物，生活在哺乳动物和爬行动物分化之前。柏林洪堡大学的演化生物学家John Nyakatura团队利用化石CT扫描数据，结合现生动物（蝾螈）启发式机器人设计，建造了名为OroBot的机器人。由于标准执行器（将电能转化为运动的装置）尺寸较大，OroBot被放大到约1.4米长，是原生物体尺寸的两倍。通过分析其能量消耗、运动稳定性和足迹与化石脚印的相似性，团队得出结论：Orobates可能像现代凯门鳄一样行走。这比此前预期提前了约5000万年，改变了我们对早期四足动物演化的认知。

机器菊石：水下竞速揭示生存策略

菊石是具有螺旋外壳的头足类动物（现代乌贼和章鱼的近亲）。犹他大学的演化生物力学家David Peterman建造了不同壳型的机器人菊石，在50米标准泳池中进行“竞速”。结果显示：窄壳更稳定，能在保持直立的同时划水；宽壳更灵活，但需要更多能量来维持垂直姿态。菊石采用的壳型取决于其特定的生活方式和游泳形式。

Robofish：逆向工程登陆之谜

剑桥大学的Michael Ishida团队希望了解近4亿年前海洋动物首次从海登陆、学会行走的过程。由于缺乏过渡化石，他们研究了现代会走路的鱼类。团队选择了多鳍鱼（Polypterus senegalus）的“半步半滑”步态作为模型。通过构建并不断简化机器人，直到其无法前行——这相当于“逆向进行演化时间旅行”，帮助确定鱼类能够陆行所需的最少骨骼和运动特征。

Rhombot：软体机器人揭示已灭绝棘皮动物运动

卡内基梅隆大学的机械工程师Carmel Majidi团队研究已灭绝的侧囊虫（pleurocystitid）。受软体机器人技术启发，他们用形状记忆合金制作其尾部：通过电刺激沿尾部的局部加热，使其弯曲和弹动。机器人Rhombot和计算机模拟表明，侧囊虫很可能通过左右扫动尾部来推进，速度取决于尾部刚度和身体角度。更长的尾部更具优势（可增加速度而不增加能耗），这与化石记录中尾部逐渐增长的演化趋势一致。

关键信息速览

关键术语表

——本文基于 MIT Technology Review 的“实地笔记”栏目专题报道编译，介绍古启发机器人学这一新兴交叉领域的前沿探索