從大約245到6600萬年前，恐龍?jiān)诘厍蛏下?。雖然保存完好的骷髏讓我們對(duì)它們的外觀有了很好的了解，但它們的四肢工作方式仍然是一個(gè)更大的謎團(tuán)。但是，計(jì)算機(jī)模擬可能很快就能提供一些物種移動(dòng)的真實(shí)一瞥，并為機(jī)器人，假肢和建筑等領(lǐng)域的工作提供信息。

約翰·哈欽森，進(jìn)化生物力學(xué)的皇家獸醫(yī)學(xué)院在赫特福德郡，英國教授和他的同事正在研究最早的，小恐龍的運(yùn)動(dòng)，如五年之久的部分Dawndinos項(xiàng)目開始于2016年。

哈欽森教授說，這些恐龍已經(jīng)被大大忽視了。“人們 - 包括我在內(nèi) - 大多數(shù)人都在研究像霸王龍這樣的名人恐龍。”

大約2.25億年前，在三疊紀(jì)晚期，這些小恐龍屬于少數(shù)民族，而與它們并存的較大的鱷魚類動(dòng)物則更多，更多樣化?？铸埐恢喂世^續(xù)茁壯成長(zhǎng)，而那個(gè)時(shí)期的大多數(shù)其他動(dòng)物都滅絕了。

與他們的四足重型同時(shí)代人相比，這些早期恐龍的突出之處在于它們有一個(gè)直立的姿勢(shì)，至少可以間歇地走在兩條腿上。一種理論認(rèn)為，他們的運(yùn)動(dòng)風(fēng)格給了他們生存優(yōu)勢(shì)。

哈欽森教授說，這個(gè)項(xiàng)目的想法是測(cè)試這個(gè)想法。

該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開始開發(fā)計(jì)算機(jī)模擬，以估計(jì)11種不同種類的已滅絕的龍類 - 包括鱷魚，鳥類，它們的親戚和恐龍的動(dòng)物群 - 可能已經(jīng)移動(dòng)過。他們將專注于五種不同類型的動(dòng)作：步行，跑步，轉(zhuǎn)身，跳躍和站立。

模擬

為了測(cè)試他們的模擬是否準(zhǔn)確，研究人員計(jì)劃給他們的親戚 - 鱷魚和鳥類 - 提供相同的治療。然后，他們將結(jié)果與運(yùn)動(dòng)的實(shí)際測(cè)量值進(jìn)行比較，以確定他們的滅絕動(dòng)物的計(jì)算機(jī)模型有多好。

哈欽森教授說，這將是我們第一次真實(shí)地(用經(jīng)驗(yàn)證據(jù)進(jìn)行測(cè)試)這些方法非常嚴(yán)格地得到我們可以得到的最好的數(shù)據(jù)。

到目前為止，他們已經(jīng)為藍(lán)本的運(yùn)動(dòng)鼠龍屬 -巨型食草蜥腳類恐龍，如早期的表弟雷龍。該鼠龍屬小得多和研究人員想看看是否四條腿像其較大的親屬感動(dòng)。哈欽森教授表示，動(dòng)物的第一次重建是在四條腿上進(jìn)行的，因?yàn)樗泻艽蟮谋邸?/p>

他們使用來自阿根廷的保存完好的化石掃描，就能夠制作出新的運(yùn)動(dòng)模型。哈欽森教授和他的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)它實(shí)際上是雙足的。因?yàn)樗那爸氖终葡騼?nèi)并且前臂關(guān)節(jié)不能向下旋轉(zhuǎn)，所以它不可能在四條腿上行走。因此，它無法將其前腿植入地面。

哈欽森教授說，直到我們把骨頭放在一個(gè)三維環(huán)境中，并嘗試用他們的動(dòng)作玩耍時(shí)，我們才清楚地知道這不是一只手臂和手很動(dòng)的動(dòng)物。

機(jī)器人

項(xiàng)目期間產(chǎn)生的模擬可能對(duì)動(dòng)物學(xué)家有用。但哈金森教授表示，他們也可能有不太明顯的應(yīng)用，例如，有助于改善機(jī)器人的移動(dòng)方式。

需要準(zhǔn)確的模型來復(fù)制動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)，機(jī)器人研究人員經(jīng)常從中獲取靈感。例如，模仿鱷魚可能會(huì)產(chǎn)生一種既可以在陸地上游泳也可以在陸地上行走的機(jī)器人。

哈欽森教授還定期與有興趣使用他的模擬創(chuàng)建逼真動(dòng)畫的電影和紀(jì)錄片制作人聯(lián)系。哈欽森教授說，如果物理學(xué)不正確，很難讓更大或不尋常的動(dòng)物正常運(yùn)動(dòng)。

了解最大恐龍的運(yùn)動(dòng)是古生物學(xué)研究員Alexandra Houssaye及其同事來自法國國家科學(xué)研究中心和巴黎國家自然歷史博物館的項(xiàng)目。通過他們?nèi)ツ觊_始的Gravibone項(xiàng)目，他們希望確定允許大型動(dòng)物攜帶重型骨骼的肢體骨骼適應(yīng)性。

“我們真的想了解(骨骼特征)與大規(guī)模有什么關(guān)系，”Houssaye博士說。

海量

到目前為止，研究表明，大型動(dòng)物肢體的長(zhǎng)骨比小動(dòng)物的骨骼長(zhǎng)。但這種總體趨勢(shì)只是表面上看到了。隨著時(shí)間的推移，外部和內(nèi)部骨骼結(jié)構(gòu)已經(jīng)適應(yīng)，以幫助支撐動(dòng)物的體重。例如，較小的陸生動(dòng)物有空心肢體骨骼，大象，犀牛和河馬等大型動(dòng)物在中間有結(jié)締組織。

在最大的動(dòng)物和它們的祖先中，還存在其他差異。例如，現(xiàn)代犀牛的肢骨短而重。但是他們的史前親戚稱為Indricotherium，這是有史以來最大的陸生哺乳動(dòng)物，骨骼不那么粗壯。“很有意思的是，最大的沒有最龐大的(框架)，”Houssaye博士說。

該團(tuán)隊(duì)正在研究生物和滅絕動(dòng)物，重點(diǎn)關(guān)注大象，犀牛，河馬，史前哺乳動(dòng)物和恐龍，如蜥腳類恐龍 - 這一群體包括有史以來最大的陸生動(dòng)物。

到目前為止，他們已經(jīng)比較了犀牛，祖先，犀牛和犀牛的祖先化石的踝骨。他們發(fā)現(xiàn)，對(duì)于相同質(zhì)量的動(dòng)物，根據(jù)它們是短而粗壯還是長(zhǎng)肢而存在差異。在不那么矮胖的動(dòng)物中，兩個(gè)踝骨往往更加鮮明，而在那些大規(guī)模建造的踝骨中，它們之間的聯(lián)系更緊密，可能是為了加強(qiáng)關(guān)節(jié)。

“這不僅僅是動(dòng)物的質(zhì)量，而是質(zhì)量如何在身體上分布，”侯賽耶博士說。“對(duì)我們來說很有意思。”

三維建模

他們的下一步將是掃描不同的肢體骨骼并分析其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。例如，他們還將使用3D建模來確定骨骼的不同部分在不同位置可以處理多少重量。

Houssaye博士說，該項(xiàng)目的結(jié)果有助于為人類和動(dòng)物提供更有效的假肢。設(shè)計(jì)師將能夠更好地了解肢體骨骼的不同特征(如厚度和方向)與其強(qiáng)度的關(guān)系，使他們能夠創(chuàng)造更輕但更耐用的材料。

同樣，Houssaye博士也對(duì)建筑行業(yè)感興趣，該行業(yè)正在尋找新型材料和更有效的建筑技術(shù)。例如，支撐重型建筑物的支柱可以通過改進(jìn)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)而使用更少的材料來制造。