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柔软的机器人手指轻轻抓住深海海fish

2020-02-25 12:36:56    来源:    我来说两句()
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 海洋生物学家已经采用“软机器人扁手指”作为进行海底研究的工具。在2月24日发表在《当前生物学》杂志上的一项研究中,科学家发现,用超软的机器人手指握住的水母与受传统潜水抓爪支撑的水母相比,其与压力相关的基因表达明显减少。形状像著名的面条一样,这项新的机器人技术可以以更温和,无创的方式收集生态数据。

美国自然历史博物馆博士后研究员第一作者迈克尔·泰斯勒(Michael Tessler)说:“使用基因组学,我们确认,新开发的软机器人是处理某些最湿滑的生物-水母的一种更好的方法。” “有了新技术,我们通常可以在深海动物处理等技术上取得巨大进步。”

与狗或猫不同,水母不会因自己的不适而发出嘶嘶声或抱怨。相反,分析它们表达的基因可以深入了解它们对环境的反应。使用基因测序,研究人员测量了水母在自由游泳,被柔软的机器人手指握住或被更标准的刚性爪抓握时的基因表达差异。

“想象一下您非常快乐地坐在办公桌前,我测量了哪些基因活跃,然后我用爪子手给您戳了一下。然后,我将研究您的基因与没有坐着时的反应有何不同;这种差异的强度可以指示您的压力程度。”纽约城市大学生物科学博士学位的纽约大学大学生物学教授David Gruber说。

轻轻地握着的果冻最像不受干扰的个体那样显示基因表达模式,表明他们对捕获的反应相对平静。更重要的是,被爪子抓到的果冻表达了“修复”基因,表明它们是在为自己的身体伤害作准备。格鲁伯说:“我认为有趣的是,当您开始用标准抓手骚扰它们时,它们立即进入自我修复/压力状态,因为-作为一种脆弱的有机体-压力很大。” 这些自我修复基因的表达与自由游动或轻轻握着的水母相比更高。

但是这项研究的影响远远超出了水母。“我们只是将它们用作样本生物,”格鲁伯说。“现在我们已经证明了这种方法可以减轻像海ly这样脆弱的物体所承受的压力,这确实证明了我们的假设,即深海中的软机器人可以有效地应对各种微妙的互动。”

共同作者尼娜·辛纳特拉(Nina Sinatra)回应了这些观点,他是哈佛大学Wyss生物启发工程研究所的研究生,当时他从事这项研究并设计了柔和的机器人手指。辛纳特拉说:“选择灵活,坚韧和轻便的材料,可使软机器人在深海环境中稳定运行,同时又足够精致,可以与某些最脆弱的海洋生物安全地相互作用。” “通过扩展我们的材料工具箱,工程师可以解锁激动人心和聪明的解决方案,以应对传统机器人难以解决的挑战。”

此外,可以将这些软机器人工具放到地面上,以直接造福于人类。Wyss的合著者罗伯·伍德(Rob Wood)说:“它们可以用来从树上采摘水果而不会使它们受伤,恢复中风患者的肌肉,以及其他很多僵尸机器人过于笨拙和超能力而无法完成的事情。”哈佛大学约翰·保尔森工程与应用科学学院(SEAS)的核心教授兼工程与应用科学教授。

从历史上看,海洋勘探是一项艰巨的任务。收集数据需要从海底剥离材料或杀死标本,然后在海面进行研究。随着软机器人的加入,人们可以实时采集DNA拭子甚至对深海生物进行医学检查,而对身体的影响很小。

格鲁伯说:“通过将软机器人整合到我们进行深海研究的方式中,我们正在重塑海洋生物学家对未来的看法。” “我们的哲学是,在研究和接近这些新领域时,我们应该尽可能地保持温柔和谨慎。”

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