Bioniczne meduzy? Tak i są tutaj, aby pomóc

Bioniczne meduzy? Tak i są tutaj, aby pomóc


WASHINGTON (Reuters) – Może to brzmieć bardziej jak science fiction niż fakt naukowy, ale naukowcy stworzyli bioniczne meduzy, osadzając mikroelektronikę w tych wszechobecnych bezkręgowcach morskich z nadzieją na rozmieszczenie ich w celu monitorowania i eksploracji oceanów na świecie.

Meduza wzbogacona implantem mikroelektronicznym zaprojektowanym przez naukowców Nicole Xu i Johna Dabiriego jest widoczna w renderowaniu artysty wydanym 30 stycznia 2020 r. Rebecca Konte / Caltech / Handout via REUTERS.

Mała proteza pozwoliła meduzom pływać trzy razy szybciej i wydajniej bez powodowania widocznego stresu u zwierząt, które nie mają mózgu, centralnego układu nerwowego ani receptorów bólu, jak twierdzą naukowcy.

Kolejnym krokiem będzie przetestowanie sposobów kontrolowania dokąd idą meduzy i opracowanie maleńkich czujników, które mogłyby przeprowadzać długoterminowe pomiary warunków oceanicznych, takich jak temperatura, zasolenie, kwasowość, poziomy tlenu, składniki odżywcze i społeczności mikroorganizmów. Przewidują nawet zainstalowanie maleńkich kamer.

„To bardzo futurystyczne science-fiction” – powiedziała Nicole Xu, bioinżynierka z Uniwersytetu Stanforda, współautorka badań opublikowanych w tym tygodniu w czasopiśmie Science Advances. „Możemy wysłać te bioniczne meduzy do różnych obszarów oceanu, aby monitorować oznaki zmian klimatu lub obserwować zjawiska naturalne”.

Początkowym celem będą głębokie nurkowania, ponieważ pomiary na dużych głębokościach stanowią główną lukę w naszym rozumieniu oceanów, dodał profesor inżynierii mechanicznej z California Institute of Technology John Dabiri, drugi współautor badania.

„Zasadniczo wypuszczalibyśmy bioniczne meduzy na powierzchni, spływały na coraz większe głębokości i sprawdzały, jak daleko możemy się dostać do oceanu i nadal wracać na powierzchnię z danymi”, Dabiri dodany.

Badanie obejmowało powszechny typ meduz zwany meduzami księżycowymi, o średnicy 4-8 cali (10-20 cm).

Meduzy napędzają się przez wodę, kurcząc mięśnie, aby zapaść się w kształt parasola, a następnie rozluźniają się. Proteza – zasadniczo czip, bateria i elektrody stymulujące mięsień – powoduje, że meduza częściej pulsuje ciałem, podobnie jak stymulator reguluje tętno. Proteza ma średnicę ośmiu dziesiątych cala (2 cm).

Meduzy są znane z wydzielania śluzu podczas stresu. Naukowcy powiedzieli, że taka reakcja nie wystąpiła podczas badań, a zwierzęta pływały normalnie po usunięciu protezy.

„Uważa się, aby nie zaszkodzić meduzom” – powiedziała Dabiri.

Dabiri powiedział, że istnieje wiele istniejących technologii badania oceanu blisko powierzchni, w tym satelity i zrobotyzowane łodzie żaglowe zwane saildrones.

Ale wiedza o oceanie spada na głębokościach większych niż około 65 stóp (20 metrów), gdzie badacze muszą polegać albo na instrumentach rozmieszczonych na statkach – kosztownych w eksploatacji – albo na użyciu mniejszych pojazdów podwodnych zwykle ograniczonych do całodniowej eksploatacji ze względu na magazynowanie energii ograniczenia, dodał Dabiri.

„Meduzy istnieją od ponad 500 milionów lat i przez ten czas ich struktura ciała pozostała w dużej mierze niezmieniona, dlatego warto dowiedzieć się, co czyni je wyjątkowymi i jak możemy się od nich nauczyć” – powiedział Xu.

„Ponieważ używamy zwierząt z naturalnymi ruchami pływackimi, mamy nadzieję, że nie będą one zakłócać środowiska w taki sam sposób, jak łódź podwodna, dzięki czemu możemy rozszerzyć rodzaje środowisk, które możemy monitorować” – dodała.

Sprawozdania: Will Dunham; Opracowanie: Sandra Maler

.



Source link