Przekształcenie meduz w roboty biologiczne: od fikcji do rzeczywistości

Biologiczne roboty, zmodyfikowane z żywych stworzeń, były kiedyś częstym motywem filmów science fiction. Teraz, dzięki wysiłkom naukowców, to, co wydawało się jedynie wytworem wyobraźni, stopniowo staje się rzeczywistością.

W laboratorium Dabiri w California Institute of Technology (USA) naukowcy opracowują wyjątkowy typ robota biologicznego: meduzę księżycową przekształconą w robota.

Celem tego projektu jest odkrycie tajemnic głębokiego oceanu przy znacznie niższych kosztach niż w przypadku tradycyjnych robotów eksplorujących dno morskie.

Biến sứa thành robot sinh học: Từ viễn tưởng đến hiện thực - 1 — Meduza księżycowa to szeroko rozpowszechniony gatunek meduzy, występujący we wszystkich oceanach (zdjęcie: Dabiri Laboratory).

Na pierwszy rzut oka te mechaniczne meduzy zachowują miękki, przezroczysty i upiorny wygląd zwykłych meduz, a ich dzwonkowate ciała poruszają się delikatnie w wodzie. Jednak po bliższym przyjrzeniu się można dostrzec obecność maszynerii i przewodów wewnątrz ich ciał.

Naukowcy wszczepią czujniki do wnętrza meduz księżycowych, umożliwiając im swobodne nurkowanie w głębinach morskich. Mają nadzieję, że te roboty-meduzy zrewolucjonizują sposób, w jaki ludzie monitorują oceany.

„Po prostu mocujemy czujniki do meduz i mamy niewielką lub żadną kontrolę nad tym, dokąd się przemieszczają” – powiedział Noa Yoder, badacz z laboratorium Dabiri. „Te urządzenia są bardzo tanie i łatwo je skalować do całych kolonii meduz”.

Biến sứa thành robot sinh học: Từ viễn tưởng đến hiện thực - 2 — Naukowcy wszczepili do ciała meduzy specjalne urządzenia (zdjęcie: Dabiri Laboratory).

Dlaczego meduzy?

Powodem, dla którego naukowcy wybrali meduzy zamiast innych stworzeń morskich do transformacji w roboty, jest to, że meduzy nie mają ośrodkowego układu nerwowego ani receptorów bólu. To czyni je idealnymi zwierzętami do bezbolesnego wszczepiania urządzeń.

Co więcej, meduzy mają też niezwykłą zdolność regeneracji. Potrafią odtworzyć utracone części ciała, co pozwala im szybko wrócić do zdrowia już w 24 godziny po usunięciu urządzenia.

Sprzęt przymocowany do meduzy obejmuje kontroler, nadajnik GPS, czujnik ciśnienia, czujnik temperatury oraz kartę SD do rejestracji danych. Wszystko to mieści się w wodoodpornej, wydrukowanej w technologii 3D konstrukcji o wielkości około połowy banknotu jednodolarowego.

Kontroler przymocuje elektrody do meduzy, co umożliwi aktywację i skurcz mięśni meduzy, a tym samym pozwoli jej poruszać się w kierunku wybranym przez naukowców.

Biến sứa thành robot sinh học: Từ viễn tưởng đến hiện thực - 3 — Meduzy stają się biologicznymi robotami po przymocowaniu do ich ciała urządzeń elektronicznych (zdjęcie: Dabiri Laboratory).

Wyzwania i perspektywy

Projekt wciąż ma jednak pewne niedociągnięcia, które należy przezwyciężyć. Obecnie kontroler może sterować meduzami jedynie w ruchu w górę i w dół, brakuje mechanizmu sterującego pływaniem w poziomie. Naukowcy aktywnie poszukują rozwiązania tego problemu.

Kolejnym wyzwaniem jest wytrzymałość skafandra na ciśnienie, jakiemu poddaje się meduza nurkująca na dużych głębokościach. Meduzy mogą pływać na głębokościach, gdzie ciśnienie sięga 400 barów, co odpowiada ciśnieniu 15 słoni afrykańskich naciskających na człowieka.

Obecna trójwymiarowa struktura urządzenia nie jest w stanie wytrzymać tak dużego ciśnienia i jest podatna na uszkodzenia. Aby rozwiązać ten problem, naukowcy planują opracować urządzenie umieszczone w kuli ze wzmocnionego szkła, podobnej do szkła stosowanego w robotach głębinowych i okrętach podwodnych.

Oprócz meduz księżycowych naukowcy eksperymentują również z przekształcaniem wielu innych gatunków meduz w roboty, mając na celu znalezienie odpowiednich rodzimych gatunków meduz do obsługi projektu na różnych obszarach.

„Zawsze szukaliśmy sposobów na stworzenie robotów naśladujących zdolności dzikich zwierząt” – powiedział Noa Yoder. „Ale ten projekt idzie o krok dalej i wykorzystuje samo zwierzę do transformacji w robota”.

Komentarz (0)