作者:唐宁 来源:新浪科技 发布时间:2009-6-4 13:28:41
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美科学家造水上机器人模拟生物进化

进化机器人
  
据美联社报道,地球上生命样式如何从单一到多样,从简单到复杂,达尔文提出的进化论为我们提供了解释。根据进化论中自然选择理论,地球上一些物种存活演化至今,然而一些物种却消亡了。但是远古时期自然选择是怎么发生的?近日,美国一所大学的科学家研制出长有鳍和尾巴的机器人,对远古时期的生物进化进行了模拟演示。
 
在美国瓦萨尔学院的实验室里,两个机器人在水池内像浴缸里的玩具一样在水中摇摆着它们的尾鳍。这些机器人的动作都是通过装在圆形塑料容器内的微处理器控制。
 
科学家并不是在玩什么游戏,而是在研究进化论。科学家把两个机器人放进水池内,模拟捕食者和被捕食者相遇的场景,从而对大约5亿4千万年前的生物进化进行研究。被捕食者机器人被称为Preyro,在它身上能引起进化。不过这并不像“终结者”系列电影里的机器人,由于它们智能化水平越来越高,甚至超过了人类,最后对研制开发它们的人类主人反戈一击。据进行这项研究的科学家表示,他们会对被捕食者机器人的尾部设计进行不断改进,观察哪一种设计能使它躲避捕食者机器人的追杀。
 
瓦萨尔学院的生物学和认知科学教授约翰-龙和他的学生组成的科研团队开展了这项研究。约翰-龙说,“我们应用了选择理论,正如自然选择法则。”
 
据悉,目前全世界范围内有一个科研小组正借助机器人进行生物学和进化论研究,约翰-龙正是其中一名成员。这些机器人能够在水中摆动身体,也能爬上岸。科研人员们相信,随着机器人技术的不断发展,机器人将比以往更好地模拟动物,这也将方便他们更好地借助机器人研究进化论。比如,约翰-龙开展研究的机器人检验了远古水生动物背脊骨发展进化的理论。
 
各个方面的技术进步预示着用机器人模拟进行生物学和进化论研究有广阔的前景。控制机器人动作的微处理器体积越来越小,而且功能越来越强大。制造机器人的材料更加容易弯曲。此外借助越来越发达的假肢制造技术,科学家们借以研究生物学的机器人功能会越来越强大。
 
几年前瑞士科研人员制造出一个明黄色机器人,它能够在水中游泳,而且能够在陆地上行走。科研人员借助这个机器人研究脊椎动物从水中向陆地的进化。科研人员把这个机器人从日内瓦湖中蠕动爬出的视频发布到了一家网站上。
 
哈佛大学的有机体和进化生物学教授乔治-罗德尔借助机器鳍来研究鱼的运动方式。他表示,科学家们只是借助机器人来模拟动物的某些特征,研究他们的工作原理。接着科学家们会改变它们的某些特征,观察它们的机能会发生什么改变。
 
约翰-龙和他的学生通过机器人试验证明了古水生生物背脊骨发展进化的理论。他们把Preyro机器人和另一个捕食者机器人Tadiator同时放进水池内。科研人员提出一个假设:古生物从避开捕食者快速逃生的需求,促进了古水生生物背脊骨的发达。实验结果验证了他们的假设。他们发现改变Preyro机器人尾鳍的尺寸对Preyro机器人的逃生并无帮助,不过增强它的背脊骨却能使它迅速游离危险。约翰-龙和他的学生得出结论,躲避捕食者猎杀的需要,导致了多脊椎骨的进化。
 
然而哈佛大学的乔治-罗德尔教授表示,没有什么材料制造出的机器人能够完全模拟替代非常复杂的动物机体。不过他对生物学研究领域里的机器人技术发展却充满期待。“未来的20年将会是令人惊奇的。”
 
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