Ученые заставили медуз плавать быстрее с помощью искусственных протезов — Роботех

Ученые заставили медуз плавать быстрее с помощью искусственных протезов

Инженеры из Калифорнийского технологического института и Стэнфордского университета разработали крошечный протез, который позволяет медузам плавать быстрее и эффективнее, чем обычно, без стресса для животных.

 Исследователи, стоящие за проектом, предвидят будущее, в котором медузы, оснащенные датчиками, могут быть направлены на исследование и запись информации об океане.

Медузы используют пульсирующее движение, чтобы продвигаться вперед, размахивая своими щупальцами, когда они двигаются, чтобы захватить добычу. Новый протез использует электрические импульсы для регулирования и ускорения этой пульсации, подобно тому, как кардиостимулятор регулирует частоту сердечных сокращений. Устройство, которое является нейтрально плавучим в воде, имеет диаметр около двух сантиметров и прикреплено к телу медузы с помощью небольшой деревянной бородки, сообщает пресс0служба Калифорнийского технологического института.

Исследование под руководством Джона Дабири из Калифорнийского технологического института и профессора аэронавтики и машиностроения и аспиранта Стэнфорда Николь Сюй было опубликовано в журнале Science Advances 29 января.

Как правило, медузы плавают со скоростью около двух сантиметров в секунду. Хотя они способны двигаться быстрее, это не помогает им поймать добычу в ловушку.

В исследовании, описанном в статье, Дабири, Сюй и его коллеги снабдили медуз микроэлектронным контроллером, пульсирующим с частотой в три раза быстрее, чем обычные импульсы тела животных. Пульсация животных ускорилась, что привело к соответствующему увеличению их скорости плавания примерно до 4–6 сантиметров в секунду.

Помимо ускорения медуз, электрические удары также заставляли их плавать более эффективно. Хотя медузы плавали в три раза быстрее, чем обычно, они использовали для этого лишь вдвое больше энергии (измеряемой количеством кислорода, потребляемого животными во время плавания). На самом деле медузы с протезами были более чем в 1000 раз эффективнее плавательных роботов.

«Мы показали, что они способны двигаться гораздо быстрее, чем обычно, без чрезмерных затрат на их метаболизм. Это показывает, что медузы обладают неиспользованной способностью к более быстрому и более эффективному плаванию. У них просто нет причины делать это», — говорит Сюй. 

Следует отметить, что медузы тщательно контролировались, чтобы убедиться, что они не пострадали. Медузы не имеют мозговых или болевых рецепторов, но было обнаружено, что они выделяют слизь при стрессе, и в этом эксперименте такой секреции не наблюдалось. Кроме того, медуза снова начала нормально плавать после удаления протеза.

В настоящее время протез может заставить медуз начать плавать и контролировать темп. Следующим шагом будет разработка системы, которая направляет медуз в определенных направлениях и которая позволяет им реагировать на сигналы от бортовых датчиков.

Add a Comment

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *