Рентген является одним из наиболее часто используемых методов исследования в медицине – однако его можно использовать также для изучения животных. Недавно группа ученых из Лаборатории биоробототехники в швейцарской Федеральной политехнической школе Лозанны просканировала с помощью рентгена саламандру. Исследователи хотели изучить движения скелета древней амфибии, чтобы создать реалистичного робота Pleurobot на основе этого животного, а также лучше понять эволюцию позвоночника.

Робот-саламандра состоит из напечатанных на 3D-принтере костей, механизированных суставов и электронной «нервной системы». Ученые утверждают, что им удалось создать самого реалистичного с точки зрения биомиметики робота-саламандру. Команда уже представляла несколько моделей до Pleurobot, но ни в одной из них не уделялось такое пристальное внимание движению скелета.

Для изготовления робота ученые сначала сняли видео настоящей живой саламандры в рентгеновском излучении, отслеживая 64 точки скелета – им удалось изучить определенные движения животного на суше и в воде. Имитируя эти движения, напечатанный на 3D-принтере робот может ходить и плавать почти так же, как настоящая саламандра. При создании Pleurobot исследователи стремились соблюсти баланс между упрощенной костной структурой и воссозданием движений саламандры в трех измерениях.

Хотя прямым источником вдохновения для Pleurobot послужила саламандра, в конструкции робота содержится меньше костей, чем в организме животного. Весь позвоночник составлен из 27 моторов и 11 фрагментов, тогда как у саламандры 40 позвонков и множество суставов для движения в разных направлениях. Тем не менее, несмотря на это анатомическое упрощение, напечатанный на 3D-принтере робот состоит из минимального количества элементов, необходимого для точного воспроизведения движений саламандры.

Изучая саламандру и пытаясь воспроизвести это животное в виде робота, ученые смогут узнать больше о том, как позвоночник контролирует движения тела – в том числе, и в случае с человеком. Эти исследования могут помочь разработать методы терапии и нейропротезы для пациентов с отсутствующими конечностями и параличом.

Ученые объясняют, что движение животных – это сложный процесс, однако современные инструменты, такие как рентгенокинематография, 3D-печать и быстрые компьютеры, позволяют все ближе подойти к его пониманию и воспроизведению.

@3dpulse