他们全都要样品了!水下Pokeball捕获海洋生命

大海是地球上最大的和最小探索环境,估计拥有一百万种尚未被描述。然而,许多生物的软体——就像水母,乌贼和章鱼,难以捕捉的研究与现有水下工具,所有过于频繁损坏或摧毁他们。现在,哈佛大学的研究人员开发的新设备的韦斯研究所John a .保尔森工程和应用科学学院(海洋),和拉德克利夫高级研究学院安全陷阱的海洋生物在一个折叠多面外壳并让他们使用小说,不伤害的钢质包装袋的设计。这项研究发表在科学机器人。

“我们这些动物的方法是如果他们的艺术作品:我们会减少碎片的蒙娜丽莎学习吗?不,我们会用最创新的工具。这些深海生物,是几千年历史,值得类似温柔对待,当我们与他们互动,“合作作者大卫•格鲁伯说博士,2017 - 2018拉德克利夫的人,国家地理探险家,和巴鲁克学院的生物学和环境科学教授,城市大学。

这个想法折叠特性应用于水下样品收集始于2014年,当时第一作者之白尾海雕销量,博士,从查克霍伯曼类,硕士Wyss助理教员和皮尔斯安德森讲师设计工程在哈佛大学教育研究生院设计,通过计算手段创造折叠机制。“我是手工构建微型机器人在研究生院,这是非常艰苦的,单调乏味的工作,我想知道如果有一种方法折叠平面成一个三维形状使用电动机相反,“说销量,前Wyss研究所的博士后研究员罗伯特·伍德的实验室,博士;他现在是一名工程师在库珀帕金斯。

木材实验室的一位成员,布伦南Phillips博士——现在的海洋工程大学的助理教授罗德岛——看到销量的设计和建议他适应捕捉海洋生物,这是出了名的难以抓住与现有水下设备,主要用于海洋采矿和建筑的粗活。

销量建造的设备包括五个相同的3 d打印的聚合物“花瓣”附加到一系列旋转关节连接在一起形成一个支架。当一个电动机扭矩适用于花瓣满足,它导致整个结构旋转关节和折叠成一个中空的十二面体(像twelve-sided,近圆形盒),赢得旋转驱动十二面体(RAD)的名称。折叠的设计完全是由关节和花瓣的形状本身;不需要其他输入。

团队测试RAD取样器在神秘的神秘水族馆,康涅狄格州,成功地收集和发布的月亮水母水下。进行修改后取样器,所以它能够承受开放海洋条件,然后装在一个水下遥控车(ROV)提供的蒙特雷湾水族馆研究所(MBARI)在蒙特雷,加州和测试它在这个领域的深度500 - 700米(1600 - 2300英尺)使用ROV的机械臂和人类控制操纵杆操作取样器。团队能够捕捉软生物像鱿鱼和水母在其自然栖息地,并释放他们没有伤害。

“RAD取样器的设计是完美的困难环境的深海,因为它的控制是非常简单的,有更少的元素,可以打破。也是模块化的,所以如果有休息,我们可以简单地取代部分和发送采样器回落到水里,“说销量。“这折叠也可以适合用于空间,这是类似于深海,这是一个低重力,居住的环境,使操作任何设备具有挑战性。”

销量和菲利普斯目前致力于更崎岖的版本的RAD取样器使用更重量级的水下任务,如海洋地质学,而格鲁伯和木材都在关注进一步细化取样器是更微妙的能力。“我们想添加摄像头和传感器采样器,在未来,我们可以捕捉动物,收集大量的数据对它和它的大小,材料属性,甚至其基因组,然后放手,就像一个水下外星人绑架,”格鲁伯说。

“我们集团与海洋生物学社会合作打开门软机器人和钢质包装袋等领域的工程应用这些技术来解决问题在一个完全不同的学科,我们很兴奋地看到这个协同创建新的解决方案的方式,”伍德说,谁是建立核心教员Wyss研究所的查尔斯河海洋工程和应用科学学院教授,也是国家地理探险家。

“跨学科协作是一个定义特征Wyss研究所的这项工作是如何形成新的创新当截然不同领域的科学家们开始互相交流,“不因格贝尔说,医学博士博士的创始主任Wyss研究所也是Judah Folkman的哈佛医学院和血管生物学教授在波士顿儿童医院血管生物学程序,以及海洋生物工程教授。

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参考:销量,z . E。菲利普斯,b . T。贝克尔,k . P。Whittredge, G。韦弗,j . C。霍伯曼C。…木,r . j . (2018)。Rotary-actuated折叠多面体midwater调查的微妙的海洋生物。科学机器人3 (20),eaat5276。https://doi.org/10.1126/scirobotics.aat5276