Nel tentativo di ricostruire un momento cruciale dell’evoluzione, quando gli animali acquatici emersero dall’oceano per camminare sulla terraferma, un gruppo di scienziati sta sviluppando robot che imitano i movimenti di antichi organismi. Questo progetto, descritto in un rapporto pubblicato su Science Robotics, coinvolge esperti di robotica, paleontologia e biologia dell’Università di Cambridge. Attraverso un viaggio intellettuale nel tempo, il team sta esaminando fossili di animali risalenti a circa 390 milioni di anni fa e studiando come si muovono gli animali attuali con forme simili. Questo approccio innovativo sta spingendo i confini della robotica, creando una combinazione mobile e meccanica di passato e presente.
Robotica e Paleontologia
L’integrazione della paleontologia con la modellazione computerizzata e la robotica offre agli scienziati la possibilità di ricreare il modo in cui vivevano le specie antiche. Michael Ishida, membro del team di Cambridge, sottolinea l’importanza di utilizzare robot per studiare specie estinte, poiché non possiamo osservare o misurare direttamente come si muovevano questi animali. I roboticisti possono testare gli effetti di milioni di anni di evoluzione in un solo giorno.
Un Viaggio nel Tempo
Il processo di ricostruzione inizia con l’analisi dei fossili per determinare come erano disposte le ossa di un animale estinto, come i muscoli collegavano le ossa e come le varie articolazioni lavoravano insieme. Successivamente, il team esamina il movimento dell’animale vivente più simile alla creatura target, in questo caso un pesce che “cammina” sul fondo dell’oceano. Utilizzando tecniche di visione artificiale, i ricercatori possono trasformare un video del pesce in rappresentazioni matematiche della sua anatomia e movimento.
Costruire un Robot per Studiare Creature Antiche
Prima di iniziare la costruzione, il team verifica le proprie ipotesi. Ishida spiega che è impossibile riprodurre ogni caratteristica di un animale esattamente; anche sostituire i muscoli con motori implica che alcuni aspetti del design siano irrealistici. La costruzione inizia con la versione robotica più semplice possibile della creatura estinta. Ishida sottolinea l’importanza di partire da un modello semplice per identificare i problemi da risolvere, poiché iniziare con qualcosa di complicato senza sapere cosa non si conosce è una ricetta per il disastro. Inoltre, un modello semplice può essere applicato a molte specie. Ad esempio, il gruppo ha modellato una gamba come una combinazione di aste, molle e ammortizzatori.
Giocare con l’Evoluzione
Una volta costruiti e osservati questi robot, i ricercatori possono apportare modifiche in pochi minuti che avrebbero richiesto millenni all’evoluzione. Cambiare la forma di una pinna richiede solo poche righe di codice in una simulazione al computer o una forma diversa stampata in 3D per un robot. Questa capacità di sperimentare con il modo in cui gli animali antichi potrebbero essersi mossi offre anche uno sguardo sul futuro.
Comprendere le Pressioni Evolutive
Utilizzando i robot, il team può porre domande sperimentali. Ishida spera di scoprire di più sull’evoluzione del camminare terrestre nei pesci antichi. Quali pressioni evolutive hanno portato questi animali completamente acquatici a sviluppare un’anatomia capace di camminare sulla terra? Comprendere i vantaggi del camminare sott’acqua nei pesci esistenti oggi potrebbe aiutare a capire cosa ha spinto i pesci antichi verso il camminare sott’acqua.
Prospettive Future
Non solo possiamo apprendere la storia dell’evoluzione che ha creato le specie attuali, ma possiamo anche utilizzare questi principi generali per ipotizzare le specie del futuro sotto nuove pressioni evolutive, come il cambiamento climatico o l’interazione con gli esseri umani. Ishida sottolinea che giocare con l’evoluzione non solo ci aiuta a comprendere il passato, ma ci offre anche strumenti per immaginare come potrebbero evolversi le specie in risposta a sfide future.
il lavoro del team di Cambridge rappresenta un affascinante connubio tra passato e futuro, utilizzando la tecnologia moderna per esplorare le profondità della storia evolutiva e anticipare le possibilità future. Attraverso la costruzione di robot ispirati a creature estinte, gli scienziati stanno non solo riscrivendo la storia della vita sulla Terra, ma stanno anche aprendo nuove strade per la comprensione dell’evoluzione e delle sue implicazioni per il nostro mondo in continua evoluzione.
