恐龙模型可以帮助我们建造更坚固的机器人和建筑物

从大约245到6600万年前，恐龙在地球上漫游。尽管保存完好的骨骼使我们对它们的外观有了很好的了解，但其四肢的工作方式仍然是一个更大的谜。但是计算机模拟可能很快就会提供一些现实的信息，让您了解某些物种如何移动并为机器人技术，修复技术和建筑学等领域的工作提供信息。

英国赫特福德郡皇家兽医学院进化生物力学教授约翰·哈金森（John Hutchinson）和他的同事们正在研究最早的小型恐龙的运动，这是一项为期五年的Dawndinos项目的一部分，该项目始于2016年。

哈钦森教授说：“这些恐龙被严重忽视了。” “包括我在内的人们大多都在研究霸王龙等名人恐龙。”

大约2.25亿年前，在三叠纪晚期，这些小恐龙处于少数，而与它们并肩生活的较大的类似鳄鱼的动物则更多多样。恐龙以某种方式继续蓬勃发展，而那个时期的大多数其他动物都灭绝了。

与它们的四足笨重的同时代人相比，这些早期恐龙的突出之处在于它们的姿势直立，并且至少可以断断续续地行走在两条腿上。一种理论认为，他们的运动风格赋予了他们生存的优势。

哈钦森教授说：“这个项目的想法是检验这个想法。”

该团队已开始开发计算机模拟，以估计11种不同灭绝的恐龙（包括鳄鱼，鸟类，其亲属和恐龙）的运动方式。他们将专注于五种不同类型的运动：步行，跑步，转弯，跳跃和站立。

模拟

为了测试他们的模拟是否准确，研究人员计划对他们的生活亲属（鳄鱼和鸟类）也给予相同的待遇。然后他们将结果与运动的实际测量值进行比较，以确定他们的灭绝动物计算机模型的质量。

Hutchinson教授说：“这将是我们第一次使用经验证据对这些方法进行非常严格的实地检验，并获得最好的数据。”

到目前为止，他们已经为蓝本的运动鼠龙属 -巨型食草蜥脚类恐龙，如早期的表弟雷龙。该鼠龙属小得多和研究人员想看看是否四条腿像其较大的亲属感动。哈钦森教授说，这种动物的第一批重建是四脚的，因为它的手臂很大。

使用来自阿根廷保存完好的化石的扫描，他们能够产生其运动的新模型。哈钦森教授及其团队发现这实际上是两足动物。由于前肢的手掌朝内，并且前臂关节无法向下旋转，因此它无法四脚走路。因此，它不可能将其前腿放在地面上。

哈钦森教授说：“直到我们将骨头放在3D环境中并尝试玩弄它们的运动时，我们才知道这不是一只手臂和手非常灵活的动物。”

机器人技术

该项目期间产生的模拟对于动物学家可能是有用的。但是，它们也可能没有那么明显的应用，例如，据哈钦森教授说，有助于改善机器人的移动方式。

需要精确的模型来复制动物的动作，机器人研究人员经常从中汲取灵感。例如，模仿一条鳄鱼可能对创造一个既能在陆地上游泳又能走路的机器人很感兴趣。

哈钦森教授还定期与有兴趣使用他的模拟来创建逼真的动画的电影和纪录片制作人联系。哈钦森教授说：“如果物理学不正确，就很难使大型或不寻常的动物正确地运动。”

古生物学研究者亚历山德拉·侯赛耶（Alexandra Houssaye）及其法国法国国家科学研究中心和巴黎国家自然历史博物馆的同事正在研究这个项目，旨在了解最大恐龙的运动。通过去年开始的Gravibone项目，他们希望确定适应肢体骨骼的方式，以使大型动物携带沉重的骨骼。

Houssaye博士说：“我们真的很想了解与（巨大的）骨量有什么联系。”

大量的

到目前为止，研究表明，大型动物的四肢长骨比小型动物的四肢长。但是，仅从表面上观察到了这种总体趋势。随着时间的流逝，外部和内部骨骼结构已经适应了动物的体重。例如，较小的陆生动物具有空心的四肢骨头，而大型动物（如大象，犀牛和河马）的中间则有结缔组织。

在最大的动物及其祖先之间也存在其他差异。例如，现代犀牛的四肢骨头又短又重。但是他们的史前亲戚叫Indricotherium，这是有史以来最大的陆地哺乳动物，骨骼不那么矮。侯赛耶博士说：“有趣的是，最大的没有最大的（框架）。”

该小组正在研究活体和已灭绝的动物，重点研究大象，犀牛，河马，史前哺乳动物和蜥脚类恐龙（包括蜥脚类恐龙），这是有史以来最大的陆生动物。

到目前为止，他们已经比较了马，tap，犀牛和犀牛祖先化石的脚踝骨骼。他们发现，对于相同质量的动物，根据它们短而粗壮或肢体较长而有所不同。在矮一些的动物中，两个脚踝的骨头往往更加明显，而在那些大型的动物中它们的连接更牢固，这可能是为了加强关节。

侯赛义博士说：“这不仅是（动物的）质量，而且是质量在身体上的分布方式。” “对我们来说，这很有趣。”

3-D建模

他们的下一步将是扫描不同的肢体骨骼并分析其内部结构。例如，他们还将使用3-D建模来计算骨骼的不同部位在不同部位可以承受的重量。

Houssaye博士说，该项目的结果可能有助于为人和动物提供更有效的假肢。设计人员将能够更好地理解肢体骨骼的不同特征（例如厚度和方向）如何与它们的强度相关联，从而使他们能够创建更轻但更耐久的材料。

同样，Houssaye博士也对建筑行业感兴趣，该行业正在寻找新型材料和更有效的建筑技术。例如，支撑重型建筑的支柱可以通过减少内部结构来使用更少的材料制成。

Houssaye博士说：“骨骼如何适应（沉重的重量）对构造有影响。” “（建筑师）正在尝试创建能够支撑沉重重量的结构。”