Ny Origami Robot kan samle følsomme havdyr uten å hindre dem

Dypt i de pelagiske midtervannene i havet svømmer skjøre, eteriske sjødyr. Mange av dem ligner noen av jordens tidligste livsformer, og har vært flytende rundt i relativt uklarhet - men ikke lenger.

Det er fordi ingeniører har testet en 3D-trykt innfangingsenhet, en foldende 12-sidig polyhedralbeholder som er i stand til sakte og trygt å omslutte disse marine dyrene til studier uten å skade dem. Teamet, hvis arbeid ble utgitt i dag i tidsskriftet Science Robotics, håper å til slutt utstyre enheten med kamerautstyr for HD-3D-bildebehandling av arten, samt DNA-prøvetakingsutstyr for full genomisk analyse senere.

Det er et unikt system for å få all denne verdifulle biologiske data diskret, uten å fange, miste eller drepe vannprøven under studien.

"Når det kommer til mid-water dyr som er gelatanøse," forteller Brennan Phillips, en assisterende professor i havteknikk ved University of Rhode Island. Omvendt, "De er så delikate, og det er så mange arter - hundrevis, tusenvis, om ikke hundrevis av tusenvis - som ikke beskrives, bare fordi vi ikke kan ta hendene på dem og bringe dem tilbake til overflaten."

Phillips sier at marine biologi brukte mye av 70- og 80-tallet fokusert på å utforske livet på havets dypeste dyp, langs hydrothermal ventiler, for eksempel, og andre steder på havbunnen. En del av dette var på grunn av ny dypdykkingsteknologi, men det var også store hindringer for å jakte på arter i det romslige, tynt befolkede tomrummet i den dype pelagiske eller midterste regionen.

"Jeg har selv vitne til dette mange ganger," sa han. "Vi har sett noe veldig interessant, og vi må bare la det gå forbi. Vi kommer aldri til å gripe det og beskrive det, fordi vi ikke har verktøyene tilgjengelig for å gjøre det."

De beste estimatene fra marine forskere tyder på at opptil en million arter kan forbli ubeskrevet i den dype pelagiske sonen. Men "å samle dem er en utfordring", ifølge Andy Juhl, en akvatisk økolog og oceanograf med Columbia Universitys Lamont-Doherty Earth Observatory, som ikke var involvert i den nye forskningen.

"Nett er problematiske; Det er slags blind destruktiv prøvetaking, forteller Juhl Omvendt. "Vi har sikkert lært mye - kanskje - de siste tjue årene om organismer som lever dypere i vannsøylen, som er svært skjøre, og som ellers kommer opp som slags manglede biter av protoplasma."

Etter å ha sett folk forsøker å gjøre denne typen samling bokstavelig talt med krukker, bemannede deler og fjernstyrte kjøretøy, mener Juhl at enheten er en "ny løsning på problemet."

Enheten ble først innrømmet av mekanisk ingeniør Zhi Ern Teoh, som studerte ved Harvards Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering før han begynte å utvikle teknologiproduksjonsselskapet Cooper Perkins. Teoh kom til ideen etter en periode med å jobbe på insektskalaflygende mikroobjekter, hvis design også inkorporerte folding, origami-stilelementer.

Et av hans store forhåpninger akkurat nå er at denne teknikken kanskje en dag kan være nyttig i romforskning, der det også kan være applikasjoner for denne nye samleinnsamlingsenheten.

"Det er en av mine drømmer," sier Teoh. "Hvis jeg kunne designe noe som distribuerer i rommet - enten deployeres i rommet, eller utfolder seg eller samles i rommet - det ville være ganske kult."