社交账号登录

社交账号登录

0/34

上传头像

拖拽或者缩放虚线框,生成自己满意的头像

头像

预览

忘记密码

设置新密码

智能

一种新机械手臂,能在不伤害软体海洋生物的情况下捕获它们

JoAnna Klein2018-07-20 12:27:05

“我们现在有了这个复杂而优雅的方案,解决了一个几十年来我们在中层水域科研中一直努力解决的问题。”

本文只能在《好奇心日报》发布,即使我们允许了也不许转载*

海洋里到处都是水母,它们是海洋食物链的重要一环。有些水母是不死的,有些仍然是个谜。一些科学家认为它们和其他软体生物一样,就像是活生生的艺术品,他们不想杀死或伤害这些他们想要了解的“杰作”。

“这与科学家在卢浮宫研究一幅画的方式极为相似。”纽约城市大学巴鲁克学院(City University of New York’s Baruch College)的海洋生物学家大卫·格鲁伯(David Gruber)说,“研究蒙娜丽莎的人不会剪下一块画作来做分析。我们希望在不损害这幅画的前提下,获得尽可能多的信息。”

这就是格鲁伯博士和一组工程师和海洋科学家宣布一项新发明的原因,这项新发明将在自然栖息地用于研究水母或鱿鱼等软体海洋生物。

RAD 采样器(rotary actuated dodecahedron,“旋转驱动十二面体”的缩写)本质上就是 3D打印的折纸捕捉手。它使用一个单发动机将自己从一个 20 英寸的扁平星形折叠成一个 12 面的盒子,宽度为 8 英寸。有了它,研究人员就可以暂时轻轻地握住湿软的海洋动物进行观察,而不会伤害、杀死它们或被迫将它们带离海面。周三,《科学·机器人学》(Science Robotics)杂志发表了一篇论文,对这个采样器进行过详细的介绍。它的出现,为设计用来帮助研究地球上最神秘栖息地的机器人做出了贡献。

捕捉并保存水母用于研究并不容易。这些动物会从拖网中滑落,或者在拖网中被撕碎。现存有两种收集装置:一种是每个端部都有盖子的圆柱形,叫作“碎屑取样器”(detritus sampler);另一种是真空和免下车银行里气动管道的结合物,叫作“吸力取样器”(suction sampler)。但这两种装置都需要小心操作,否则动物有可能会困在管道中,不幸死亡。

即使有了新的发现,但许多浮游生物还只是我们记忆中的样子。

“人们已经习惯了这个事实——这些动物是无法被描述,或者说无法被我们描述的。”罗德岛大学(University of Rhode Island)的海洋工程师兼遥控潜水艇领航员布伦南·菲利普斯(Brennan Phillips)说,他还是这项研究的联合作者。

菲利普斯博士还在哈佛大学的一个微工程学实验室学习的时候,有一天,一个名叫张智(Zhi Teoh)的研究生在显微镜下用镊子在一个面板上展示了他亲手折叠的一个极小的多面体纸模型,它看起来就像折纸一样。会后,菲利普斯博士问张博士能否把这个纸模型做得更大些,用来捕捉海洋生物。

为了改造纸模型,张博士克服了许多困难,包括使它易于修理,不依靠太多的发动机,能够承受深海的压力,以及关闭时不会对动物造成伤害等。

菲利普斯博士表示:“我们现在有了这个复杂而优雅的方案,解决了一个几十年来我们在中层水域科研中一直努力解决的问题。”

格鲁伯博士将 RAD 采样器视为“深海绑架”(deep sea abduction)的平台技术。通过添加内部摄像头和传感器,折纸围场可以成为一个水下实验室,能够扫描动物的身体进行重建,在不断变化的环境条件下收集 DNA 样本或生理反应。

这个工具可以连接到遥控操纵潜水器(ROV)或潜水艇的抓取臂。为了操作它,一名领航员将潜水器转向目标动物,而另一名领航员则用操纵杆移动采样器。在释放动物前,将工具在动物周围轻轻地关闭。这有点像你在游乐场用机械夹爪去抓一只毛绒玩具熊的操作——只不过,这种工具是行之有效的。

研究人员先在水族箱里给一只月水母试用这种工具,之后才联合蒙特雷湾水族研究所(Monterey Bay Aquarium Research Institute)一道巡航,在加州海岸外的真实海域中用遥控潜水器进行测试。

他们在 1800 到 2100 英尺的深海捕获并释放了两只鱿鱼和一只水母。不过,这种装置可以承受的最大深度可以超过 36000 英尺。

现在这个工具还相对较小,但未来它会采用钛或不锈钢制造,变得更加坚固,可以放大或缩小,以捕捉研究人员可能遇到的任何令人惊讶的动物。

RAD 采样器是向温和的海洋科技(如湿软的指状物)发展的体现,旨在避免在完全不同的海洋环境中杀死、伤害或压迫海洋动物。团队计划将开放该设计的资源,以便其他人可以检验他们的想法。

菲利普斯博士说:“在这种工具的帮助下,你们会有一些伟大的发现,看到一些从未有人见过的东西。”


翻译:熊猫译社 胡敏

题图版权:Wyss Institute at Harvard University

© 2018 THE NEW YORK TIMES

喜欢这篇文章?去 App 商店搜 好奇心日报 ,每天看点不一样的。