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計量論壇

標題: 美科學家研制水中機器人模擬生物進化 [打印本頁]

作者: 兌水 時間: 2009-6-6 07:47
標題: 美科學家研制水中機器人模擬生物進化
據(jù)美聯(lián)社報道，地球上生命樣式如何從單一到多樣，從簡單到復雜，達爾文提出的進化論為我們提供了解釋。根據(jù)進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。但是遠古時期自然選擇是怎么發(fā)生的？近日，美國一所大學的科學家研制出長有鰭和尾巴的機器人，對遠古時期的生物進化進行了模擬演示。

在美國瓦薩爾學院的實驗室里，兩個機器人在水池內像浴缸里的玩具一樣在水中搖擺著它們的尾鰭。這些機器人的動作都是通過裝在圓形塑料容器內的微處理器控制。

科學家并不是在玩什么游戲，而是在研究進化論。科學家把兩個機器人放進水池內，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化進行研究。被捕食者機器人被稱為Preyro，在它身上能引起進化。不過這并不像“終結者”系列電影里的機器人，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)進行這項研究的科學家表示，他們會對被捕食者機器人的尾部設計進行不斷改進，觀察那一種設計能使它躲避捕食者機器人的追殺。

瓦薩爾學院的生物學和認知科學教授約翰-龍和他的學生組成的科研團隊開展了這項研究。約翰-龍說，“我們應用了選擇理論，正如自然選擇法則。”

據(jù)悉，目前全世界范圍內有一個科研小組正借助機器人進行生物學和進化論研究，約翰-龍正是其中一名成員。這些機器人能夠在水中擺動身體，也能爬上岸。科研人員們相信，隨著機器人技術的不斷發(fā)展，機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器人研究進化論。比如，約翰-龍開展研究的機器人檢驗了遠古水生動物背脊骨發(fā)展進化的理論。

各個方面的技術進步預示著用機器人模擬進行生物學和進化論研究有廣闊的前景。控制機器人動作的微處理器體積越來越小，而且功能越來越強大。制造機器人的材料更加容易彎曲。此外借助越來越發(fā)達的假肢制造技術，科學家們借以研究生物學的機器人功能會越來越強大。

幾年前瑞士科研人員制造出一個明黃色機器人，它能夠在水中游泳，而且能夠在陸地上行走。科研人員借助這個機器人研究脊椎動物從水中向陸地的進化。科研人員把這個機器人從日內瓦湖中蠕動爬出的視頻發(fā)布到了一家網站上。

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

約翰-龍和他的學生通過機器人試驗證明了古水生生物背脊骨發(fā)展進化的理論。他們把Preyro機器人和另一個捕食者機器人Tadiator同時放進水池內。科研人員提出一個假設：古生物從避開捕食者快速逃生的需求，促進了古水生生物背脊骨的發(fā)達。實驗結果驗證了他們的假設。他們發(fā)現(xiàn)改變Preyro機器人尾鰭的尺寸對Preyro機器人的逃生并無幫助，不過增強它的背脊骨卻能使它迅速游離危險。約翰-龍和他的學生得出結論，躲避捕食者獵殺的需要，導致了多脊椎骨的進化。

然而哈佛大學的喬治-羅德爾教授表示，沒有什么材料制造出的機器人能夠完全模擬替代非常復雜的動物機體。不過他對生物學研究領域里的機器人技術發(fā)展卻充滿期待。“未來的20年將會是令人驚奇的。”

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