Em artigo no periódico Science Robotics , a equipe de pesquisa, liderada pela Universidade de Cambridge, descreve como a "robótica de inspiração paleo" pode fornecer uma abordagem experimental valiosa para estudar como as nadadeiras peitorais e pélvicas de peixes antigos evoluíram para suportar peso em terra.

“Como as evidências fósseis são limitadas, temos uma imagem incompleta de como a vida antiga fez a transição para a terra”, disse o autor principal Dr. Michael Ishida do Departamento de Engenharia de Cambridge. “Paleontólogos examinam fósseis antigos em busca de pistas sobre a estrutura das articulações do quadril e da pelve, mas há limites para o que podemos aprender apenas com fósseis. É aí que os robôs podem entrar, nos ajudando a preencher lacunas na pesquisa, particularmente ao estudar grandes mudanças na forma como os vertebrados se moviam.”

Ishida é membro do Bio-Inspired Robotics Laboratory de Cambridge , liderado pelo Professor Fumiya Iida. A equipe está desenvolvendo robôs energeticamente eficientes para uma variedade de aplicações, que se inspiram nas maneiras eficientes como animais e humanos se movem.

Com financiamento do Human Frontier Science Program, a equipe está desenvolvendo robôs inspirados em paleo, em parte se inspirando em "peixes andantes" modernos, como mudskippers, e em fósseis de peixes extintos. "No laboratório, não podemos fazer um peixe vivo andar de forma diferente, e certamente não podemos fazer um fóssil se mover, então estamos usando robôs para simular sua anatomia e comportamento", disse Ishida.

A equipe está criando análogos robóticos de esqueletos de peixes antigos, completos com juntas mecânicas que imitam músculos e ligamentos. Uma vez concluído, a equipe realizará experimentos nesses robôs para determinar como essas criaturas antigas podem ter se movido.

“Queremos saber coisas como quanta energia diferentes padrões de caminhada teriam exigido, ou quais movimentos eram mais eficientes”, disse Ishida. “Esses dados podem ajudar a confirmar ou desafiar teorias existentes sobre como esses primeiros animais evoluíram.”

Um dos maiores desafios neste campo é a falta de registros fósseis abrangentes. Muitas das espécies antigas deste período da história da Terra são conhecidas apenas por esqueletos parciais, o que torna difícil reconstruir sua amplitude total de movimento.

Embora robôs sejam comumente usados para estudar o movimento em animais vivos, muito poucos grupos de pesquisa os estão usando para estudar espécies extintas. “Existem apenas alguns grupos fazendo esse tipo de trabalho”, disse Ishida. “Mas achamos que é um ajuste natural – robôs podem fornecer insights sobre animais antigos que simplesmente não podemos obter apenas de fósseis ou espécies modernas.”

A equipe espera que seu trabalho incentive outros pesquisadores a explorar o potencial da robótica para estudar a biomecânica de animais extintos há muito tempo. “Estamos tentando fechar o ciclo entre evidências fósseis e mecânica do mundo real”, disse Ishida. “Modelos de computador são obviamente incrivelmente importantes nesta área de pesquisa, mas como os robôs estão interagindo com o mundo real, eles podem nos ajudar a testar teorias sobre como essas criaturas se moviam, e talvez até mesmo por que elas se moviam da maneira que se moviam.”

A equipe está atualmente nos estágios iniciais da construção de seus paleo-robôs, mas eles esperam ter alguns resultados no próximo ano. Os pesquisadores dizem que esperam que seus modelos de robôs não apenas aprofundem a compreensão da biologia evolutiva, mas também possam abrir novos caminhos de colaboração entre engenheiros e pesquisadores em outros campos.

A pesquisa foi apoiada pelo Human Frontier Science Program. Fumiya Iida é um Fellow do Corpus Christi College, Cambridge. Michael Ishida é um Postdoctoral Research Associate no Gonville and Caius College, Cambridge.

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