深海生物脆弱難采樣？這個“水下精靈球”捕捉精準(zhǔn)還保證無傷
生活在海洋深處的生物往往是極其脆弱的，因此，如何捕捉這些生物令科學(xué)家們非常頭痛。最近，一種新的多面體樣品采集機制的發(fā)明，就像一個水下精靈球一樣，幫助科學(xué)家們捕捉到這些深海生物，而且不會在整個捕捉過程中破壞它們?nèi)彳�、脆弱的身體。
從技術(shù)角度來說，工業(yè)機器人維修，這個球是一個十二面體，當(dāng)捕捉的生物被包圍時，這個球就會在生物周圍輕輕地關(guān)閉。這并不完全是革命性的技術(shù)，因為這個球的制造工藝只是極其簡單的、無損的機械技術(shù)。在幾千英尺深處，就無損這一點的重要性怎么強調(diào)都不為過。
生物取樣通常是通過兩端都裝有移動蓋子的管子進行的，生物必須通過引導(dǎo)和捕獲，或者用真空管吸入的方式進入管內(nèi)。可以想象到，這樣的操作對樣本來說是不利的，在最壞的情況下，是致命的。
水下精靈球是一個旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的十二面體，或稱RAD，有五個三維打印的花瓣，其外觀復(fù)雜，但機械構(gòu)造上簡單，使這些花瓣能夠通過其后方面板附近的一個點施加的力而同時閉合。
該水中精靈球的發(fā)明者，哈佛大學(xué)威斯研究所的科學(xué)家ZhiErnTeoh說：我在研究所親手建造微型機器人，這是一項非常艱苦而枯燥乏味的工作。我想知道有沒有辦法用馬達將平面折疊成三維形狀。
答案顯然是肯定的，因為他做到了。關(guān)于該發(fā)明的細(xì)節(jié)已經(jīng)發(fā)表在權(quán)威的學(xué)術(shù)期刊ScienceRobotics上了。在折紙和造紙術(shù)的啟發(fā)下，Teoh和他的同事們運用他們的設(shè)計知識，庫卡機器人，創(chuàng)造了一種任意多面體（你可以從任何一張紙中剪出一張）都可以在一次平穩(wěn)運動中完成折疊過程的機制。其結(jié)果是圍繞多面體的鉸鏈臂構(gòu)造可以輕輕地、均勻地推進并將其密封起來。
在測試過程中，RAD在一個水池中成功捕獲了一些月球水母，在海平面下約2000英尺深處，庫卡機器人，能夠捕捉到魷魚、章魚和一些野生水母，而且在沒有造成傷害的情況下再次釋放它們。他們用攝像機并沒有拍攝到章魚，但顯然它對這個十二面體的裝置更加好奇。
研究人員表示，由于其RAD的設(shè)計，該裝置可以在地表下幾英里的地方工作，盡管他們還沒有機會測試這一想法的可行性。
Teoh說：RAD采樣器的設(shè)計非常適合深海的艱難環(huán)境，因為它操控非常簡單，因此對生物和環(huán)境都不會造成很大的破壞。
他還指出，建造一個更大的或類似的、在太空工作的設(shè)備也是可行的。至于目前的應(yīng)用，如海洋生物的取樣，這些設(shè)備也可以很容易地通過增加相機和其他工具或傳感器得到改善。
在未來，我們可以捕獲一只動物，收集大量關(guān)于它的數(shù)據(jù)，比如大小、材料特性，甚至基因組，然后再放生，就像綁架水下外星人一樣。Teoh發(fā)表文章的合著者、紐約大學(xué)的DavidGruber說。