Κυβερνητικοί εξερευνητές των βαθών: Μέδουσες με καπέλο

Για να κατανοήσουν καλύτερα τη συνολική υγεία του ωκεανού, οι ερευνητές ελπίζουν να αξιοποιήσουν μερικά από τα πιο απλά πλάσματα της εξέλιξης ως εργαλεία για την αξιολόγηση των υδάτινων οικοσυστημάτων. Το μόνο που χρειάζονται είναι υλικά αξίας 20 $, έναν τρισδιάστατο εκτυπωτή και μερικά καπέλα από μέδουσες.

Οι μέδουσες άρχισαν για πρώτη φορά να τριγυρίζουν στους αρχαίους ωκεανούς της Γης τουλάχιστον πριν από μισό δισεκατομμύριο χρόνια, καθιστώντας τις μερικά από τα παλαιότερα πλάσματα του πλανήτη. Σε όλο αυτό το διάστημα, ωστόσο, η βιολογία τους παρέμεινε αρκετά συνεπής – ένα κεφάλι σε σχήμα καμπάνας, χωρίς εγκέφαλο, προσαρτημένο σε μια μάζα πλοκάμια, τα οποία αποτελούνται όλα από περίπου 95 τοις εκατό νερό. Δυστυχώς, η ίδια σταθερή κατάσταση δεν μπορεί να λεχθεί για τον βιότοπό τους, χάρη στις συνεχείς περιβαλλοντικές επιπτώσεις της ανθρωπότητας.

Αν και είναι διαβόητα επικίνδυνο, τεχνολογικά προκλητικό και ακριβό για τους ανθρώπους να φτάσουν στις βαθύτερες περιοχές του ωκεανού, οι μέδουσες το κάνουν συνέχεια. Γνωρίζοντας αυτό, μια ομάδα από

Ερευνητές του Caltech

, με επικεφαλής τον καθηγητή αεροναυπηγικής και μηχανολογίας John Dabiri, δημιούργησε για πρώτη φορά ένα ρομπότ εμπνευσμένο από μέδουσες για να εξερευνήσει την άβυσσο. Ενώ το υλικό φυσικής πηγής του ρομπότ είναι ο πιο ενεργειακά αποδοτικός κολυμβητής της Γης, η μηχανική απομίμηση δεν μπορούσε να ταιριάζει με την πραγματική. Ο Dabiri και οι συνεργάτες του συνειδητοποίησαν σύντομα μια άλλη επιλογή: να φέρουν τη ρομποτική στις πραγματικές μέδουσες.

«Δεδομένου ότι δεν έχουν εγκέφαλο ή την ικανότητα να αισθάνονται τον πόνο, μπορέσαμε να συνεργαστούμε με βιοηθικούς για να αναπτύξουμε αυτήν τη βιοϋβριδική ρομποτική εφαρμογή με τρόπο που να είναι ηθικά βασισμένος», δήλωσε ο Dabiri σε μια

πρόσφατο προφίλ

.

Πρώτα ήταν ένα εμφύτευμα που μοιάζει με βηματοδότη ικανό να ελέγχει την ταχύτητα του ζώου. Δεδομένης της αποτελεσματικότητάς της, μια μέδουσα με το εμφύτευμα μπορούσε να κολυμπήσει τρεις φορές πιο γρήγορα από το κανονικό, ενώ απαιτούσε μόνο διπλάσια ενέργεια. Μετά από κάποια πρόσθετη επεξεργασία, η ομάδα σχεδίασε στη συνέχεια ένα «μπροστινό σώμα» που επίσης προσαρμόζεται ακίνδυνα σε ένα κουδούνι ζελέ.

Αυτή η τρισδιάστατη τυπωμένη προσθήκη που μοιάζει με καπέλο όχι μόνο φιλοξενεί ηλεκτρονικά είδη και αισθητήρες, αλλά κάνει τον χρήστη ακόμα και

γρηγορότερα

. Το κομψό σχήμα του μοιάζει «πολύ σαν το μυτερό άκρο ενός βέλους», περιέγραψε ο Simon Anuszczyk, ο μεταπτυχιακός φοιτητής του Caltech και

επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης

που σκέφτηκε το σχέδιο forebody. Σε ένα ειδικά κατασκευασμένο, τριώροφο κατακόρυφο ενυδρείο, η μέδουσα cyborg-καπέλο μπορούσε να κολυμπήσει 4,5 φορές πιο γρήγορα από τις κανονικές της.

[Related:


Even without brains, jellyfish learn from their mistakes


.]

Ελέγχοντας την κατακόρυφη άνοδο και κάθοδο των ζελέδων τους, η ομάδα του Dabiri πιστεύει ότι τα βιοϋβρίδια θα μπορούσαν μια μέρα να βοηθήσουν στη συλλογή δεδομένων βαθέων ωκεανών που προηγουμένως ήταν διαθέσιμα μόνο με τη χρήση εξαιρετικά δαπανηρών ερευνητικών σκαφών και εξοπλισμού. Αν και οι χειριστές μπορούν να ελέγχουν μόνο την κίνηση πάνω-κάτω των cyborg ζώων τους αυτή τη στιγμή, οι ερευνητές πιστεύουν ότι πρόσθετη εργασία θα μπορούσε να τα κάνει πλήρως κατευθυνόμενα προς οποιαδήποτε κατεύθυνση. Θα χρειαστεί επίσης να αναπτύξουν μια σειρά αισθητήρων ικανή να αντέχει τις πιέσεις σύνθλιψης της βαθιάς θάλασσας, αλλά η ομάδα είναι πεπεισμένη ότι ανταποκρίνεται στην πρόκληση.

«Είναι γνωστό ότι ο ωκεανός είναι κρίσιμος για τον προσδιορισμό του σημερινού και του μελλοντικού μας κλίματος στην ξηρά, και παρόλα αυτά, ξέρουμε ακόμα ελάχιστα για τον ωκεανό, ειδικά μακριά από την επιφάνεια».

είπε ο Νταμπίρι

. «Στόχος μας είναι να μετακινήσουμε επιτέλους αυτή τη βελόνα ακολουθώντας μια αντισυμβατική προσέγγιση εμπνευσμένη από ένα από τα λίγα ζώα που ήδη εξερευνά με επιτυχία ολόκληρο τον ωκεανό».