Ученые годами пытались найти самые безопасные и эффективные способы изучения морской жизни в океанических водах, самой большой и наименее изученной среде на Земле. Каждый раз они сталкивались с одной и той же проблемой: как поймать хрупких или желеобразных пелагических животных, таких как медузы, кальмары и осьминоги, не причинив им вреда? Новое устройство, разработанное исследователями из Института Висса Гарвардского университета, Джоном А. Школа инженерии и прикладных наук Полсона (SEAS), Институт перспективных исследований Рэдклиффа и Колледж Баруха надежно ловят нежных морских существ внутри складного многогранного корпуса и отпускают их без вреда, используя новый дизайн, вдохновленный оригами. Исследование, в соавторстве с Дэвидом Грубером, президентским профессором биологии и наук об окружающей среде Колледжа Баруха Городского университета Нью-Йорка, опубликовано в журнале Science Robotics.
Мы относимся к этим животным, как к произведениям искусства: стали бы мы вырезать кусочки из Моны Лизы, чтобы изучать ее? Нет, мы использовали бы самые современные доступные инструменты. Эти глубоководные организмы, некоторые будучи тысячелетними, мы заслуживаем того, чтобы к нам относились с такой же нежностью, когда мы взаимодействуем с ними», - сказал Грубер, который также является научным сотрудником Рэдклиффа в 2017-2018 годах и исследователем National Geographic.
RAD (вращающийся додекаэдр), разработанный для взаимодействия в толще воды, представляет собой инновационное устройство, в котором используются вращающиеся складывающиеся многогранники для быстрого и безопасного захвата морских организмов. Он состоит из пяти идентичных полимерных «педалей», напечатанных на 3D-принтере, которые прикреплены к ряду вращающихся шарниров, которые соединяются вместе, образуя каркас. Структура вращается в суставах и складывается в полый додекаэдр, когда один двигатель прикладывает крутящий момент к месту встречи лепестков.
Чжи Эрну Тео, бывшему научному сотруднику Wyss Postdoctoral Fellow, в 2014 году пришла в голову идея применить свойства складывания к сбору подводных образцов. задавался вопросом, есть ли способ сложить плоскую поверхность в трехмерную форму, используя вместо этого мотор», - сказал он.
Пробоотборник RAD идеально подходит для сложной и непредсказуемой глубоководной среды, «потому что его элементы управления очень просты, поэтому меньше элементов, которые могут сломаться. Он также модульный, поэтому, если что-то сломается, мы можем просто заменить эту часть и отправить пробоотборник обратно в воду», - сказал Тео.«Эта складная конструкция также хорошо подходит для использования в космосе, который похож на глубины океана в том смысле, что это негостеприимная среда с низкой гравитацией, которая усложняет работу с любым устройством».
Тео и Бреннан Филлипс, доцент кафедры океанотехники в Университете Род-Айленда, в настоящее время работают над более прочной версией пробоотборника RAD для использования в более тяжелых подводных задачах, таких как морская геология, в то время как Грубер и Роберт Вуд, доктор философии, инженер Cooper Perkins, сосредоточился на дальнейшем совершенствовании более деликатных возможностей сэмплера. «Мы хотели бы добавить в пробоотборник камеры и датчики, чтобы в будущем мы могли поймать животное, собрать много данных о нем, таких как его размер, свойства материала и даже его геном, а затем отпустить его. почти как подводное медицинское обследование», - сказал Грубер.