Jelmer Visser Nieuws 18 jan 2019, 11:15

Leestijd: 3 minuten

Fossiele voorouder komt tot leven door robot

Op het eerste gezicht hebben archeologie en animatietechnieken vrij weinig met elkaar te maken. Deze technieken laten de draken in Game of Thrones vliegen, vuurspuwen en paarden door de lucht vliegen, best indrukwekkend want deze draken bestaan natuurlijk niet echt.

Toch wordt deze techniek niet alleen voor televisieseries maar ook in de wetenschap toegepast. In Nature is te lezen hoe onze verre voorouder, die al 280 miljoen jaar is uitgestorven, met deze special effects tot ‘leven’ is gewekt. In dit project komen archeologie, anatomie, robotica en animatie allemaal samen. Het resultaat? Een robot en een animatie waarmee dit wezen realistischer is gevisualiseerd dan ooit tevoren.

Hele verre voorouder

Het tot leven gesimuleerde fossiel luistert naar de naam Orobates pabsti, een amfibie die wel wat wegheeft van een krokodil. Dit landdier wandelde 280 miljoen jaar geleden, in het Perm-tijdperk, rond in het gebied dat tegenwoordig ook wel bekend staat als Nederland en Duitsland. Door het fossiel tot leven te wekken wilden wetenschappers erachter komen hoe de eerste gewervelde dieren zich op het land voortbewogen.

In de tijd van Orobates pabsti was het leven op land nog vrij nieuw, 360 miljoen jaar geleden waagden de eerste amfibieën de stap op het droge om daar aan voedsel te komen. De eerste landbewoners moesten zichzelf een volledig nieuwe looptechniek meester maken, aan het begin leek dit nog het meest op hoe de moderne reuzensalamanders zich verplaatsen. Ze bleven dichtbij de grond en waren niet bepaald behendig te noemen. Bovendien moesten ze altijd terug naar het water om eieren te leggen.

Op een gegeven moment werd het onbeholpen salamandergekronkel dus ingewisseld voor een efficiëntere manier van bewegen, zoals we die nu zien bij eigenlijk elk landdier. De onderzoekers wilden weten wanneer dit gebeurde, hoe dit gebeurde en op welke wijze dit zich zo heeft ontwikkeld.

Een belangrijk puzzelstuk hierbij is de Orobates Pabisti, dit wordt ook wel de stam-amniota genoemd. Dit is een groep dieren die geen water nodig heeft om zich voort te planten zoals bij andere amfibieën het geval is. De amniota ontwikkelden zich in de honderden miljoenen jaren die hierop volgden tot reptielen, zoogdieren en vogels.

Voetsporen en ledematen

Gelukkig bestonden er veel goed bewaarde fossielen van dit dier. Er zijn zelfs voetafdrukken en dus looppaden bewaard gebleven. Deze informatie vormde dan ook de basis voor het animatiemodel.

Toch kan je met alleen botten en voetsporen nog niet alles in kaart brengen, alle mogelijke anatomische variaties van de ruggengraat, ledematen en gewrichten werden in een computermodel gestopt.

Deze informatie werd gekoppeld aan simulaties van het lijf dat regeert op zijn omgeving. Met andere woorden: ze gaven hem spierkracht, massa en gewicht. Uiteindelijk kon hiervan een robot gebouwd worden die zich (waarschijnlijk) precies zo voortbeweegt als onze verre voorouder.

3D-animatie

Filmmakers gebruiken al sinds de jaren ’30 de rotoscoop-techniek, deze techniek vormt de basis van animatiefilms. Walt Disney was hierin een pionier toen hij in 1937 de klassieker Sneeuwwitje produceerde. Vooraf opgenomen beelden, worden hierbij frame voor frame overgetrokken en voorzien van een eigen stijl. Door deze beelden snel achter elkaar af te spelen krijg je een animatiefilm.

De live-actionrollen werden in dit onderzoek gespeeld door kaaimannen, leguanen en salamanders. Door de informatie van Orobates hier overheen te leggen en te machten met de eerdere data, kwam het fossiel zowel tot leven op film als in de vorm van een robot.

Wil je ook bijdragen aan dit onderzoek? Dat kan. De animatie is ook online te tweaken. Zo kan je de flexibiliteit van zijn ruggengraat aanpassen en hoe hij op zijn poten staat. Door meer informatie in te voeren kunnen we allemaal meehelpen om het model en de robot nóg natuurgetrouwer te maken.