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「水母」變身成「深海探險家」 效率比機器人還出色

在一項前衛的研究中,加州理工學院(Caltech)的科學家們正計劃將地球上最古老的生物——水母,變身成為深海的高科技探索者。這項研究的創新之處在於,只需花費20美元的材料成本、一台3D打印機,還有一些特製的水母「帽子」,就能實現這一宏大目標。

水母的起源可以追溯到至少五億年前,牠們是地球上最古老的生物之一。這些年來,儘管牠們的生物學結構相對穩定,即由大約95%的水構成的鈴形頭部和一簇觸手,但牠們的棲息地卻因人類的環境影響而不斷變化。

原本Caltech的研究團隊最初打算創造了一種模仿水母的機器人,用於深海探索。儘管該機器人的原型——地球上最節能的游泳者,在自然界中表現出色,但機械仿生物卻無法完全匹敵真正的水母。於是,研究小組的領導者、航空和機械工程教授John Dabiri開始考慮另一種選擇:將機器人技術帶給真正的水母。

游速比正常水母快4.5倍

加州理工學院(Caltech)的Dabiri實驗室近日取得重大進展,他們開發出一種能提升水母游泳速度和效率的裝置。這種裝置不僅能夠攜帶感測器,還能夠維持水母的中性浮力。這項創新有望使水母成為深海探測的有效工具。(影片/Caltech)

研究團隊首先設計了一種起搏器般的植入裝置,能夠控制水母的游速。配備這種植入裝置的水母能以正常速度的三倍速度游動,而只需消耗兩倍的能量。隨後,團隊又設計了一種「前體」裝置,這種3D打印出來的帽子狀裝置不僅可以容納電子和傳感器,還能讓佩戴者游得更快。這種流線型的帽子「就像箭頭的尖端」一樣,可以讓水母在專門搭建的三層垂直水族館中,以比正常水母快4.5倍的速度游動。

Dabiri的團隊相信,這些生物機械混合體有望幫助收集以往只能通過使用昂貴的研究船舶和設備才能獲得的深海數據。儘管目前操作者只能控制它們的垂直上升和下降,但研究者相信,經過進一步的工作,這些生物機械混合體將能在任何方向上完全可控。他們還需要開發一套能夠承受深海壓力的傳感器陣列,但團隊對此充滿信心。

Dabiri表示:「眾所周知,海洋對於決定我們在陸地上的當前和未來氣候至關重要,然而,我們對海洋的了解,尤其是離開海洋表面的了解,仍然非常有限。我們的目標是通過一種非常規的方法來改變這一狀況,這種方法受到了成功探索整個海洋的少數動物之一的啟發。」

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圖片來源:caltech cc By4.0

參考出處:

1.Building Bionic Jellyfish for Ocean ExplorationCaltech

延伸閱讀:

1.【獸誌揭秘】發現微型水母的神奇再生力量:秘密在於特殊細胞