سایبورگ چتر دریایی می تواند یک روز کشف اقیانوس

با وجود علم را بهترین تلاش برای کشف اقیانوس های وسیع عمده ای از عمق آن باقی می ماند نهان. دریاها اضافه کردن به بیش از 1.3 میلیارد کیلومتر مکعب—به اندازه کافی برای پر کردن یک حوزه و یک دهم به عنوان گسترده ای به عنوان زمین و ابزار گران قیمت مانند عمق هجوم زیردریایی و هواپیماهای بدون سرنشین را به ضربه امواج در اعداد بزرگ به پوشش حتی کسری از آن آب است. اما موجودات زنده مانند ماه چتر دریایی در حال حاضر نفوذ در اقیانوس و در حال حاضر محققان در موسسه فناوری کالیفرنیا و دانشگاه استنفورد در حال تلاش برای تبدیل این شل و ول موجودات به کنترل سایبورگها.

دانشمندان ساخته شده است میکروالکترونیک “پروتز” یا “شنا کنترل” از خارج از قفسه-قطعات. آنها بسته آن را به قسمت زیرین یک بشقاب-اندازه ماه چتر دریایی با پین های چوبی و سپس فرار دو الکترود از دستگاه به طرف مخلوق بل. هنگامی که فعال, پروتز تحریک چتر دریایی عضلات به طور منظم الکترونیکی پالس. برای به حداقل رساندن تاثیر بر روی حیوانات محققان جا الکترونیک در داخل دو سانتی متر گسترده استوانه ای مورد اضافه کردن چوب پنبه شناور و فولاد ضد زنگ وزن برای حفظ سیستم خنثی کرد. دانشمندان آزمایش این دستگاه در شش ماه چتر دریایی در مخزن و در آن یافت می تواند حیوانات شنا در حدود سه برابر طبیعی خود را به سرعت. آنها خود را حفظ سرعت معمولی هنگامی که با پوشیدن غیر فعال شنا کنترل. نتایج منتشر شده در علم پیشرفت در روز چهارشنبه.

اگر چه این دستگاه تنها تحت تاثیر چتر دریایی را با سرعت محققان برنامه ریزی برای اضافه کردن فرمان و سنجش توانایی های برای نسخه های بعد. “با برخی از تغییرات نسبتا ساده ما فکر می کنم آن را ممکن است برای گرفتن این قادر به هدایت—پس به خود بگویید حیوانات ‘نگاهی به سمت چپ به نوبه خود در اینجا را 30 درجه به نوبه خود وجود دارد را یک U-نوبه خود در این محل” می گوید: “مطالعه همکاری نویسنده جان دبیری یک مهندس مکانیک در Caltech. هنگامی که آنها را ساخته اند که اصلاح دبیری و شرکت خود نویسنده نیکول W. زو یک مهندسی زیستی دکتری در دانشگاه استنفورد می تواند اضافه کردن سنسور به دستگاه. “در نهایت” دبیری می گوید: “ایده این است که به عنوان [چتر دریایی] هستند که در مسیر آنها را ثبت اقیانوس دما و شوری ، pH—همه از متغیرها است که ما در مورد زمانی که ما سعی می کنیم به کمیت فعلی و آینده اقیانوس سلامت و تغییر آب و هوا.” او اضافه می کند که محققان ممکن است یک روز قادر به استفاده از چنین سایبورگها به نقشه یک منطقه به عنوان مثال جمع آوری داده ها تا زمانی که خود را به شنا کنترل آنها را به سطح بازگشت.

“داده ها در اقیانوس فوق العاده مفید برای بسیاری از برنامه های کاربردی می گوید:” الیوت Hazen یک بوم شناس در ملی اقیانوسی و جوی اداره دریایی شیلات خدمات بود که درگیر در مطالعه جدید. “درک الگوهای در اقیانوس می تواند کمک به ما در بهبود توانایی ما برای پیش بینی آب و هوا. در همان زمان ما با استفاده از اقیانوس اندازه گیری در همه زمان ها به کمک مستقیم به فعالیت های دریایی—این می تواند چیزهایی مانند گفتن ماهیگیران جایی که آنها به احتمال زیاد به روبرو می شوند گونه نگرانی به طوری که آنها می تواند به کاهش bycatch.”

محققان نصب برخی از ماه چتر دریایی با یک پروتز “شنا کنترل”. اعتبار: نیکول زو و جان دبیری Caltech

تبدیل حیوانات به زندگی سنسور بدیهی است که افزایش مسائل اخلاقی. دبیری یادداشت که ماه چتر دریایی فاقد مغز سیستم عصبی مرکزی و نوع گیرنده های درد که یک پستاندار برای مثال واکنش نشان می دهند به داشتن یک چوبی پین محوری از طریق آن بافت های بدن. این گونه شناخته شده برای تولید موکوس هنگامی که استرس اما محققان می گویند که آنها تحت نظارت افراد خود را در بر داشت و هیچ نشانه ای از این پاسخ است. آنها همچنین می گویند چتر دریایی شفا در روز و بازگشت به عملکرد به طور معمول پس از آزمایش به پایان رسید و پروتز برداشته شد. اگر سایبورگ چتر دریایی مستقر شدند به عنوان اقیانوس مانیتور دبیری فکر می کند آنها می توانند زندگی نسبتا عادی زندگی می کند. “ما ممکن است علاقه مند در یک سناریو که در آن دستگاه تعبیه شده است برای سال ها در یک زمان جمع آوری داده ها,” او می گوید. پس از این که “ممکن است آن را منتشر شده از حیوانات و بازگشت به سطح که در آن داده ها پس از آن می تواند به عنوان خوانده شده.”

به عنوان زندگی سنسور bionic چتر دریایی را چندین مزیت بیش از دریایی روبات. اولین آنها می تواند زنده ماندن برای سال تأمین انرژی خود را با خوردن. پروتز خود نیاز به یک باتری اما از آنجا که وظیفه آن این است که صرفا تحریک کننده الکترود و نه تأمین انرژی یک موتور نسخه های آینده می تواند کوچک—محققان ادعا می کنند که “پیشرفته” چتر دریایی در این آزمایش ثابت کرد 10 تا 1000 برابر بیشتر انرژی کارآمد تر از موجود شنا روبات. حرکت در سریعتر, سرعت, آیا نیروی دریایی به صرف انرژی دو برابر به عنوان معمول است اما این رقم در واقع پایین تر از این محققان انتظار داشتند: آنها در ابتدا فکر افزایش سرعت سه بار ممکن است نیاز به نه برابر بیشتر از انرژی است. “آنها کارآمد تر در آن سرعت سریع تر. آنها را به مصرف بیشتر انرژی—اما نه به عنوان بسیاری به عنوان شما ممکن است انتظار برای مقدار اضافه شده از عملکرد” دبیری می گوید. “تا آنجا که ما درک می کنیم آنها بیشتر انرژی کارآمد شنا حیوانات در جهان است.” هنگامی که چتر دریایی انعطاف پذیری خود را بلابی بدن او توضیح می دهد که آنها تغییر فشار آب در اطراف آنها را در راه است که افزایش خود را به جلو حرکت بدون نیاز به مقدار زیادی از انرژی اضافی هزینه های.

الکترونیکی شنا کنترلر ساخته شده تغییر چتر دریایی شنا نزدیک به سه برابر سریع تر از سرعت عادی. اعتبار: نیکول زو و جان دبیری Caltech

به علاوه دیگر این است که ماه چتر دریایی در حال حاضر زندگی می کنند در سراسر زمین را اقیانوس ها در انواع درجه حرارت و عمق. الکترونیکی پروتز خواهد بود آسیب پذیر در مناطق عمیق اما دبیری می گوید که آن را آسان تر به تقویت است که جزء کوچک از برای ساخت یک عمق ضد ماشین با قطعات متحرک.

“با ورودی مانند تغییر آب و هوا ما شاهد اقیانوس های جدید متحده و جدید اکوسیستم پاسخ به تغییرات در محیط زیست ما” Hazen می گوید. “ما در حال ورود به یک قلمرو که در آن ما نیاز به تکیه بیشتر و بیشتر بر روی حیوانات به ما بگویید که در آن مکان های مهم در اقیانوس هستند. و بنابراین بیشتر ما می توانید ساز و برگ گونه ها—به خصوص گونه است که تهدید مانند چتر دریایی—به درک ما اقیانوس محیط زیست بهتر آماده ما خواهد بود برای آینده تغییر و مربوط تهدید.”

“این ایده در اینجا این است که به جای تعداد بسیار گران قیمت سیستم عامل که واقعا تحت سلطه اقیانوس علم برای چند دهه گذشته با ایده بسیار کم هزینه اما بسیار زیادی در تعداد اعزامهای از این نوع مصنوعی—اگر شما—چتر دریایی” دبیری می گوید.

tinyurlis.gdv.gdv.htclck.ruulvis.netshrtco.de