当早期陆地动物开始在360万年前开始泥泞和沙子时，他们用作鱼类的强大尾巴可能比以前实现的科学家更重要。这是来自非洲泥浆鱼和在动物上建模的机器人的新研究的一个结论。
研究人员发现，动物类似于Mudskipper的动物将使用改良的翅片在平坦的表面上移动，但是对于攀爬沙滩，动物可能会受益于使用他们的尾部来推动自己前进的尾部。研究结果，本周在期刊上报告科学，可以帮助设计人员创造能够更有效地跨颗粒表面移动的两栖机器人 - 并且在泥浆中陷入困难的可能性较小。
该项目由国家科学基金会，陆军研究办公室和陆军研究实验室赞助，涉及来自格鲁吉亚理工学院，克莱姆森大学和卡内基梅隆大学的多学科物理学家，生物学家和机器人团队。除了对利用动物运动技术的机器人模型的Mudskipper和开发的详细研究外，该研究还检查了代表性颗粒材料中的流动和阻力条件，并应用了基于拖曳研究的新物理学的数学模型。
“大多数机器人在包括Sandy Slopes的地形上遇到了困难，”佐治亚理工学院科技学院的副教授丹戈戈德曼说。“我们指出，不仅泥浆垫子用肢体来推动自己在沙滩和沙滩上的一种拐杖运动中，但是当艰难时，他们用肢体推进尾巴用尾巴升起。我们的机器人模型只能在与其附属物协调中使用其尾巴时爬上沙滩。“
基于化石记录，科学家们已经长期研究了早期的陆地动物可能已经有所追求，新的研究表明他们的尾巴 - 这在游泳中发挥了关键作用 - 可能有助于补充鳍的作品，特别是在倾斜的颗粒状面上的工作如海滩和泥滩。
“我们有兴趣在历史中审查我们历史中最重要的进化事件之一：从克莱姆森大学生物科学校友杰出教授的校友杰出教授的生活中居住在居住在土地上的过渡。”“由于对肢体的重点，尾部的作用可能在过去可能没有被认为是非常强烈的。在某些方面，它藏在透明的视线中。这些动物使用的一些特征是新的，例如四肢，但其中一些是他们简单选择的特征，让他们进入新的栖息地。“
有博士。学生Sandy Kawano，现在是国家数学和生物综合研究所的研究人员，Blob的实验室记录了泥浆的方式（Periopthalmus barbaratus.）在各种松散的表面上移动，向高盛的实验室提供数据和视频。小鱼，用它的前翅片和尾巴在陆地上移动，生活在岸边的潮汐区域，在水中和桑迪和泥泞的表面上花时间。
Benjamin Mcinroe是一个佐治亚理工大学本科，他们分析了克莱姆森团队提供的Mudskipper数据。他将原则应用于称为MuddyBot的机器人模型，具有两个四肢和强大的尾巴，具有电动机提供的运动。Sumskipper和机器人研究的信息也被考虑在Carnegie Mellon University的研究人员提供的数学模型中。
“我们使用了三种补充方法，”麦克琳德说，麦克琳德，谁是现在的博士学位。加利福尼亚大学伯克利学生。“鱼提供了这些早期步行者的形态学，功能模型。通过机器人，我们能够简化Mudskipper的复杂性，并通过改变参数，了解发生的事情的物理机制。随着数学模型及其模拟，我们能够了解正在发生的事情背后的物理。“
泥板和机器人都通过举起自己来减少拖着的身体，并且都需要从他们的尾巴中踢到20度的桑迪斜坡。Mcinroe指出，使用他们单独使用“鳍”，努力爬上斜坡并经常向后滑动。早期陆地动物可能对其四肢有精确控制，尾部可能会得到这种限制，帮助动物升起含沙坡。
与Goldman合作的Carnegie Mellon大学研究人员在将其他动物的机器联系到机器人，表明，制定的理论模型来描述机器人的复杂运动也可以用来了解自然界中的机器。
“我们的计算机建模工具允许我们可视化，从而更好地了解Mudskipper如何将其尾巴和挡板动作联系到Locomethe，”Carnegie Mellon University的机器人学院教授Howie Choset说。“这项工作也将在机器人需要挑战各种倾向的情况下推进机器人。”
该模型基于一个框架，建议广泛地了解物理学家Frank Wilczek - 诺贝尔奖获奖者 - 他于20世纪80年代的学生阿尔弗雷德Shapere。所谓的“几何力学”方法对人造设备（如卫星）的运动方法（如卫星）主要由工程师开发，包括Choset群体中的工程师。为了向Mudskipper机器人模型提供强制关系，佐治亚理工学院博士后詹妮弗里森和格鲁吉亚技术研究生Perrin Schiebel测量粒状粒状。
高级学习的信息可以帮助设计机器人，这些机器人可能需要在诸如肢体周围的沙滩上移动的机器人，称，Goldman表示。基板的这种流动可以妨碍运动，这取决于进入沙子的附件的形状和运动的类型。
但该研究可能是最重要的影响可能是脊椎动物如何从水到陆地转变的新洞察力。
“我们希望最终知道自然选择如何行动，以改变已经存在于有机体中的结构，以便在从根本上不同的环境中允许运动，”高盛表示。“游泳和走在土地上的根本不同，但这些早期的动物必须进行过渡。”
提交：M2M（机器到机器）
