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永利网站网址花瓣手温柔捕获海底生物,人类可以与海底生物说话

原标题:【趣闻】哈佛水下机器人,花瓣手温柔捕获海底生物

哈佛最近推出了一款一种新的机器,形状像五指的拱廊爪,就像潜水艇一样可以轻轻地包裹着柔软的海洋生物进行研究,然后释放它们,整个过程中完全不伤害到海洋生物回到海洋中。这个生物捕捉器可以配备摄像头和其他传感器,为科学家提供前所未有的地球最神秘环境之一的生命视野。

来源:机器人大讲堂

该装置设计安装在远程操作的水下航行器上,折叠成一个大约21厘米宽的12面盒子。使用操纵杆,附近船上的操作员可以小心地将这个盒子静悄悄的落脚在柔软的生物周围,像水母和头足类动物,可能会受到其他标本采集工具的伤害。在7月18日的“
科学机器人”杂志网上描述的,这个装置只是暂时将生物拘留在围栏内,将为其他难以捉摸的深海生物进行特殊检查创造难得的机会。

Science

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来自纽约城市大学巴鲁克学院海洋生物学家David
Gruber说,深海自由流动植物,包括一些水母和它们的凝胶状植物,“有时往往会被当做是遗忘的动物群”。他说,虽然许多生物学家对海底的喧嚣进行了调查,但在开放的水域寻找小型生物使难度增加,因此我们对这些动物的理解“几乎是一片空白”。

绚烂多彩的海底世界,一直是科学家们积极探索的另一个神秘空间。那里有色彩斑斓的珊瑚,有纯净优雅的水母,有各种各样比人类存活要长很多很多的远古生物。据科学家介绍,海底世界是地球上资源最广又开采最少的自然环境,而且至少还有100万种尚未挖掘的物种。而且许多未被发现的水生动物是凝胶状的,因此超级脆弱。传统的捕获技术,如网,通常会破坏这些生物。

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研究人员在他们的武器库中有一些工具用于捕获开放水域的动物并将它们带到地面进行检查。不幸的是,非常适合捕获坚固的深海居民的网或吸吮装置,如鱼和甲壳类动物,可以破坏脆弱的生命形式,如梳状胶冻和水母。路易斯安那大学拉斐特分校的生物海洋学家凯利罗宾逊说,这种新的捕捉生物的小工具提供了“一种非常酷”的方式来更轻柔地处理深海最微妙的“居民”。

但海底危机四伏的环境并不适宜人类亲自抵达,而所借助的机器人大多又粗糙坚硬,没办法将古老的软体动物完好无损的带回陆地。永利网站网址,因此开发一种柔软的机器人抓手,成为解决这一问题的出路。近期哈佛大学的研究人员就研发了这样一款柔软抓手,并把详细文章发表在了《Science
Robotics》上。

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总部位于马萨诸塞州列克星敦的工程公司Cooper Perkins Inc.的机械工程师Zhi
Ern
Teoh及其同事在加利福尼亚州蒙特利湾的一个水下峡谷中测试了他们的设备。研究人员将水母和鱿鱼捕获并释放到地表以下700米处,但他们的机器设计工作深度达11公里。在这个机器人盒子里装动物“真的是许多人中的第一步,”格鲁伯说。该团队现在希望用三维相机,DNA扫描技术和其他传感器来装配机器,以收集有关标本生理学的信息。该盒子还可以配备仪器,以便在动物被释放回海洋之前对其进行标记。

这是一款以折纸为灵感的机器人抓手,全名为rotary actuated
dodecahedron缩写为RAD,它看上去像一个5瓣的花朵,当机器人抓手的5个花瓣关合时,从外形上看是一个中空的十二面体,能够在观察到猎物时迅速关合并且给猎物留下足够的空间。

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对海洋生物的元素进行观察可以更多地了解它们吃什么,它们在哪里旅行,它们如何对气候条件的变化作出反应,以及揭示新物种。鉴于我们对深海几乎一无所知,“我们提出的几乎任何东西都将是有用的信息,”
Teoh说。

机器人的5个花瓣完全相同,是通过3D打印的聚合物,这种材料质地柔软耐用。花瓣们被连接到一系列的旋转接头上,这些旋转这头连载一起形成支架。

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这个

抓手最神奇的地方,是受到折纸的启发,机器人的5个花瓣附着在一系列的旋转接头上,仅需要一个电机就能让整个结构围绕其关节旋转,将抓手折叠成中孔的12面体。而且研究人员尝试了集中不同的形状,但这种12面版的效果最好。

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目前这款机器人抓手已经在水族馆内进行了测试,它能够成功捕获并释放柔软的水母,而不对它造成任何伤害。

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而且,这款机器人抓手还被安装在了一款水下机器人机体上,并成功潜入700米海底警醒了深度测试。在远程测试中它也成功捕获并释放了鱿鱼、章鱼和水母等标本。

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这款机械手的研发兼文章的第一作者表示,RAD采样器设计非常适合深海环境,因为它的控制非常简单,因此可以使元素更少。它也是模块化的,所以如果有什么东西坏了,我们可以简单地更换部件并将采样器送回水中,而且这种折叠设计也非常适合在太空中使用。

研究人员正在开发一种更耐用,更坚固的RAD版本,用于更复杂的水下任务,如海洋地质甚至建筑项目。未来,RAD还可以配备内置摄像头,触摸传感器甚至DNA测序技术。因此,除了捕捉海洋生物之外,RAD最终还是能够在该领域进行自己的研究。

有意思的是,关于这种设备,就连国家地理杂志也在网站上刊登并且大篇幅报道了,可想而知,这种设备的对于探测海底世界意义还是深远的。

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