Медуза-киборг может помочь исследовать Мировой океан

Медуза-киборг может помочь исследовать Мировой океан

В институте им. Макса Планка разработали экологически чистого и бесшумного робота-медузу для очистки дна океана, а американские учёные представили живых бионических медуз для исследования глубоководной морской среды. Киборги могут отправиться в подводные места, куда люди никогда не смогут попасть. Это делает их интересными кандидатами для автономного исследования Мирового океана.

Медузы-киборги в качестве роботов для сбора данных будут плавать либо «по заданию» (целенаправленно), либо по своему разумению, но цель будет конкретной – сбор информации о температуре, уровне кислорода и солёности. Вся эта информация важна в свете изменения климата. «Хорошо известно, что океан имеет решающее значение для определения нашего настоящего и будущего климата на суше, и, тем не менее, мы до сих пор знаем на удивление мало об океане, особенно вдали от поверхности», — говорят учёные. «Наша цель — наконец-то двигаться в направлении познаний, применив нетрадиционный подход, вдохновленный одним из немногих животных, которые уже успешно «исследуют» Мировой океан».

Для испытаний киборгов в Калифорнийском технологическом институте построили трёхэтажный аквариум. Вертикальный резервуар позволяет животным плыть против текущего вертикального течения, как беговая дорожка для пловцов. Биогибридные медузы были оснащены необходимой электроникой.

Результаты интересны. Тестирование показало, что медуза-киборг, несущая приборную полезную нагрузку, плавает до 4,5 раз быстрее, чем «голая». «Медузы — первые исследователи океана, они достигают самых глубоких уголков и одинаково хорошо живут в тропических и полярных водах», — комментируют учёные. «Поскольку у них нет мозга или способности чувствовать боль, мы смогли сотрудничать со специалистами по биоэтике для разработки этого биогибридного роботизированного приложения с соблюдением этических принципов». Да и сами выносливые существа, кажется, совсем не против работы.

О работе американских ученых сообщило издание «Планета Сегодня».

Робот-медуза очистит дно океана

Водные объекты занимают более 70% поверхности Земли, но часть из них до сих пор не исследована. В частности, недостаточно изучены бентические экосистемы (организмы, обитающие на грунте и внутри него), которые играют ключевую роль в поддержании биоразнообразия. Например, тропический коралловый риф занимает всего 0,1% площади океана, но служит средой обитания для 25% всех известных морских видов. В то же время, по предварительным оценкам, 70% мусора опускается на морское дно; более 60% из него составляет пластмассы, на разложение которых уходят сотни лет.

В научном мире есть обеспокоенность неопределенностью «поведения» этих отходов и их влиянием на живой мир. Возникает острая необходимость в разработке подводных роботов, которые помогут со сбором образцов организмов и пластмасс. Однако существующие модели имеют недостатки: они громоздкие, шумные и имеют ограниченную конфигурацию. А нужны мягкие и бесшумные роботы, которые не будут нарушать жизнедеятельность подводных обитателей.

В институте им. Макса Планка (Германия) обратили внимание на медуз. Они обладают уникальным способом передвижения – организмы способны плавать, щупальцами захватывая на своем пути добычу. Этот эффект ученые и внедрили в робота: его снабдили «мышцами» – электрогидравлическими приводами, приводящими устройство в движение. «Мышцы» окружены воздушными подушками, оболочка водонепроницаема. Под воздействием электричества «мышцы» сокращаются и расширяются, подобно движениям реальной медузы.

Когда особь плывет вверх, она собирает питательные вещества на своем пути, создавая потоки вокруг тела. Робот также обеспечивает циркуляцию воды вокруг себя. Эта функция полезна при сборе мелкого мусора. Затем он транспортирует мусор на поверхность, где его ожидает судно. Кроме того, робот-медуза способен действовать в группе, чтобы перетаскивать более весомые отходы. В будущем учёные планируют улучшить взаимодействие отдельных устройств в составе роя. Также робот умеет собирать хрупкие биологические образцы, такие как рыбья икра.

По сравнению с аналогичными изобретениями, почти бесшумный робот-медуза размером с ладонь работает быстрее – до 6,1 см/сек, и ему требуется совсем небольшая мощность – около 100 мегаватт. Учёные отмечают, что ноу-хау сделано из экологически чистых и безопасных материалов, поэтому если оно сломается или его повредят морские животные, материал не нанесет вреда окружающей среде. Сегодня в институте работают, чтобы сделать робота-медузу полностью беспроводным.

Подробно об универсальном, энергоэффективном и практически бесшумном роботе-медузе можно узнать на сайте ScienceAdvances.

Источник-1
Источник-2

ArniCyber писал(а):

совсем небольшая мощность – около 100 мегаватт

Электростанция нужна. Может, миллиВт (mВт) или даже микро?

Injulir
может быть