Ahli paleontologi menghadapi dilema yang berterusan. Organisme yang mengilhami perhatian saintifik mereka sudah lama mati, mustahil untuk menonton dalam kehidupan. Penyelesaian saintifik seperti membawa spesies kembali dari kepupusan atau perjalanan masa tidak tersedia untuk membantu. Tetapi dengan menggabungkan fosil yang luar biasa dengan robotik, satu pasukan penyelidik telah membina semula bagaimana salah satu saudara jauh seperti kadal kami berjalan tinggi.
Satu fosil fosil yang bersesuaian menyediakan tempat untuk memulakan. Sepintas lalu, pabrikan yang berusia 300 juta tahun itu mungkin kelihatan seperti cicak chunky. Pada hakikatnya, haiwan ini dari zaman Permian adalah apa yang diketahui pakar-pakar sebagai amniote batang-vertebrata yang merupakan sebahagian daripada keturunan evolusi antara amfibia, yang menghasilkan semula dalam air, dan leluhur umum mamalia dan reptilia, yang bertelur di tanah . Dan apa yang membuatkan Orobates menonjol adalah bahawa rangka fosil haiwan ini telah dijumpai dengan melacak makhluk yang dibuat dalam kehidupan.
Kombinasi kerangka dan trek yang dibuat oleh Orobates sangat jarang berlaku dalam rekod fosil. Kebanyakan trek ditemui tanpa sebarang tulang yang dikaitkan dengannya, menjadikannya sukar untuk memberitahu dengan tepat apa spesies membuat jejak kaki. Orobates adalah pengecualian, yang membolehkan butiran bagaimana haiwan itu berjalan secara langsung diikat kembali ke anatomi tulang.
OroBOT berjalan ke arah kamera. (Tomislav Horvat / Kamilo Melo / EPFL Lausanne) "Ini merupakan persatuan track tracker yang amat jarang berlaku, terutamanya mengingati umur fosil, " kata John Nyakatura, pakar biomekanik di Humboldt University of Berlin. Menemukan rangka bersama-sama dengan trek memberikan peluang yang menarik untuk ahli paleontologi, kerana Orobates duduk di persimpangan penting dalam backstory kehidupan. " Orobates boleh dianggap sebagai fosil utama bagi pemahaman evolusi vertebrata kerana ia adalah sepupu yang sangat dekat dengan nenek moyang biasa mamalia, reptilia dan burung, " kata Nyakatura. Oleh itu, Orobates mewakili makhluk-makhluk di antara vertebrata pertama untuk menyeret diri ke darat dan haiwan seperti kadal yang mengetuai kehidupan darat penuh masa.
Dalam kajian semula Alam, Nyakatura dan rakannya menggabungkan fosil, kajian haiwan hidup, dan perkakasan untuk membina replika robot Orobates, yang dipanggil OroBOT. Dengan robot berjalan untuk mengambil haiwan lama yang telah pupus ini melalui langkah-langkahnya, para penyelidik dapat "membuka kotak hitam kesimpulan, " kata Nyakatura, dan menentukan cara yang paling mungkin yang dipindahkan oleh Orobates .
Pakar biomekanik telah menggunakan pendekatan ini sebelum ini. The Pleurobot, yang direka untuk mengkaji bagaimana salamanders bergerak, menunjukkan bahawa robotik dapat memberi gambaran tentang anatomi makhluk hidup. OroBOT mengambil logik yang sama kembali melalui Deep Time, menggambar dari kajian bagaimana salamanders, skinks, iguanas dan caimans berkeliling. Nyakatura dan pasukannya memberikan kesan-kesan dan kepelbagaian robot yang berbeza untuk mengukur corak jejak yang dihasilkan dan kemudian membandingkan hasilnya ke trek fosil yang ditinggalkan oleh haiwan hidup beratus-ratus juta tahun yang lalu.
"Kami mula-mula mengkaji pergerakan spesies yang masih terperinci secara terperinci untuk mendapatkan pemahaman yang lebih baik mengenai sifat-sifat mekanik pelompatan tetrapod yang luas, " kata Nyakatura. Penyelidikan ini membolehkan para penyelidik mengenal pasti corak biomekanikal yang digunakan untuk model pergerakan tetrapod mereka. Jejak jejak fosil bertindak sebagai pemeriksaan pada simulasi komputer, dan gerakan OroBOT menggunakan simulasi untuk mencocokkan corak jejak kaki.
"Pendekatan ini komprehensif, telus dan jelas berasaskan bukti, " NYAL paleontologi Julia Molnar berkata. "Saya fikir banyak penyelidik lain dalam bidang ini akan menggunakan aspek metodologi mereka."
Sebagaimana ternyata, cara bergerak caiman moden adalah analog yang baik untuk Orobates . Nenek moyang prasejarah untuk cicak memegang badannya dari tanah ke atas badan yang fleksibel, dengan gerakan kecil ke sisi ketika ia berjalan. Pergerakan jenis ini berbeza dari apa yang diharapkan oleh paleontolog. Yang terdahulu dari Orobates, Molnar berkata, "biasanya dicirikan sebagai salamander-seperti dalam lokomotif mereka, sepenuhnya meluas dan mungkin menyeret perut mereka di tanah."
Pandangan atas spesimen holotype daripada Orobates pabsti . (Thomas Martens / Muzium der Natur Gotha) Walaupun ia kelihatan seperti pergeseran sedikit kelakuan, mengangkat perut dari tanah semasa berjalan mewakili perubahan besar dari haiwan akuatik sebahagian, yang menyeret mayat mereka hampir seperti mereka berenang di darat, dan haiwan yang berevolusi untuk berjalan terutama di tanah pepejal . "Para penyelidik lain sebelum ini menganggap bahawa pergerakan maju yang kami simpulkan untuk Orobates hanya timbul selepas asal usul, " kata Nyakatura, tetapi hasil baru menunjukkan bahawa cara-cara yang lebih khusus ini bergerak di atas tanah berkembang lebih awal.
Mekanik OroBOT secara khusus ditekankan kepada Orobates, tetapi penyelidikan menunjukkan bagaimana robot boleh membantu membuka kunci rahsia dalam masa kritikal dalam sejarah kehidupan. Hasil kajian baru ini, Molnar berkata, "menunjukkan bahawa amniot batang tidak terbatas pada postur sepenuhnya, dan mungkin terdapat berbagai macam postur dan gait binatang yang berbeda digunakan dalam situasi yang berbeda." Antara spesies terikat kepada air dan orang-orang yang menghabiskan hidup mereka sepenuhnya di darat, mengalir di antara alam akuatik dan daratan, makhluk seperti Orobates benar-benar dapat mengatasi masalah mereka.
