Ðîáîò-ìåäóçà ñ ýëåêòðîííûì êàðäèîñòèìóëÿòîðîì èññëåäóåò îêåàí è ñîîáùàåò î íàõîäêàõ / R&D.CNews

Ìåäóçû íå îáëàäàþò ìîçãîì, íî çàòî ñïîñîáíû ñ ëåãêîñòüþ èçó÷àòü ãëóáèíû îêåàíà, êîòîðûå ëþäÿì íåäîñòóïíû. Áëàãîäàðÿ ïîñëåäíèì äîñòèæåíèÿì â îáëàñòè ðîáîòîòåõíèêè èõ âîçìîæíî èñïîëüçîâàòü â êà÷åñòâå áèîðîáîòîâ, êîòîðûå áóäóò ñîáèðàòü äàííûå î òåìïåðàòóðå, ñîëåíîñòè è óðîâíå êèñëîðîäà â îêåàíå.

Îêåàí îêàçûâàåò îãðîìíîå âëèÿíèå íà êëèìàò ñóøè è, âìåñòå ñ òåì, îí äî ñèõ ïîð ìàëî èçó÷åí, îñîáåííî íà áîëüøîé ãëóáèíå. Öåëüþ áèîðîáîòà, îïèñàííîãî â èññëåäîâàíèè, âûøåäøåì â Bioinspiration & Biomimetics, áûëî ñäâèíóòü îêåàíîëîãèþ ñ ìåðòâîé òî÷êè, ïðèìåíèâ íåñòàíäàðòíûé ïîäõîä. Ðàáîòà áûëà âäîõíîâëåíà îäíèì èç íåìíîãèõ æèâîòíûõ, êîòîðûå óñïåøíî èññëåäîâàëè âåñü îêåàí çàäîëãî äî ïîÿâëåíèÿ ÷åëîâå÷åñòâà — ìåäóçîé.

Âèä Aurelia, êîòîðûé íå èìååò íåðâíûõ îêîí÷àíèé, à ñëåäîâàòåëüíî, íå÷óâñòâèòåëåí ê áîëè — èìåííî åãî «äîïîëíèëè» ýëåêòðîíèêîé è ïðîòåçíîé «øëÿïîé». Èçîáðàæåíèå: UnSplash

 ëàáîðàòîðèè ìåäóçàì èìïëàíòèðîâàëè ýëåêòðîííûé êàðäèîñòèìóëÿòîð, ÷òîáû ïîâûñèòü ñêîðîñòü èõ ïåðåäâèæåíèÿ â 2,8 ðàç. Òàêæå èì äîáàâèëè ïðîòåç â âèäå øëÿïû ïîâåðõ ìåçîãëåè (ïåðåäíÿÿ ÷àñòü òåëà ìåäóçû, íàïîìèíàþùàÿ ïî ôîðìå êîëîêîë èëè çîíòèê).

Âûáîð ôîðìû ïðîòåçà íå ñëó÷àåí: òàêàÿ êîíñòðóêöèÿ äåëàåò ìåäóçó îáòåêàåìîé, äîáàâëÿåò ïëàâíîñòü äâèæåíèÿì, à òàêæå ïîçâîëÿåò êðåïèòü äàò÷èêè è ýëåêòðîíèêó. Óñòðîéñòâî áûëî íàïå÷àòàíî íà ïîëèìåðíîì 3D-ïðèíòåðå.

Íà àïïàðàòíîé ñõåìå À: 1 — ìåäóçà; 2 — êàðäèîñòèìóëÿòîð; 3 — ýëåêòðîäû; 4 — êðåïëåíèå ýëåêòðîíèêè ê ìåäóçå; 5, 6 è 7 — ïðîòåç âî âðåìÿ åñòåñòâåííîãî äâèæåíèÿ ìåäóçû. Íà ðèñóíêå  ïðîäåìîíñòðèðîâàíà áèîãèáðèäíàÿ ðîáîò-ìåäóçà. Èçîáðàæåíèå: Simon R Anuszczyk, John O Dabiri/ Bioinspiration & Biomimetics, 2024

Îáùàÿ ñòîèìîñòü îäíîé áèîãèáðèäíîé ìåäóçû ñîñòàâëÿåò âñåãî $20 — äëÿ îêåàíîëîãîâ ýòî âûãîäíàÿ àëüòåðíàòèâà èññëåäîâàòåëüñêîìó ñóäíó. ×òîáû ïðîâåðèòü, êàê õîðîøî ïëàâàåò ðîáîò-ìåäóçà, â ëàáîðàòîðèè Êàëèôîðíèéñêîãî òåõíîëîãè÷åñêîãî èíñòèòóòà áûë ïîñòðîåí âåðòèêàëüíûé ðåçåðâóàð â ìàñøòàáå ÷åëîâåêà. Ó÷åíûå ïîñòàðàëèñü âîññîçäàòü ñðåäó, ìàêñèìàëüíî ïðèáëèæåííóþ ê îêåàíè÷åñêèì òå÷åíèÿì, ïî êîòîðûì äðåéôóþò íàñòîÿùèå ìåäóçû.

Âåðòèêàëüíûé ðåçåðâóàð ñ ìîðñêîé âîäîé â ìàñøòàáå ÷åëîâåêà. Ðàçìåðû: âûñîòà — 6 ì, îáúåì — 13 600 ë. Èçîáðàæåíèå: Simon R Anuszczyk, John O Dabiri/ Bioinspiration & Biomimetics, 2024

 îêåàíå ìåäóçà ñîâåðøàåò ïóòåøåñòâèå òóäà è îáðàòíî îò ïîâåðõíîñòè äî 3000-4000 ìåòðîâ íà ãëóáèíó çà íåñêîëüêî äíåé. Èññëåäîâàòåëè íå ìîãëè íàáëþäàòü è èçó÷àòü ýòîò ïðîöåññ â ðåàëüíûõ óñëîâèÿõ, ïîýòîìó â ëàáîðàòîðèè è áûë ñêîíñòðóèðîâàí âåðòèêàëüíûé ðåçåðâóàð. Îí ïîçâîëÿåò ìåäóçàì ïëûòü ïðîòèâ òå÷åíèÿ, ÷òî î÷åíü ïîõîæå íà áåãîâóþ äîðîæêó äëÿ ïëîâöîâ.

 ðåçóëüòàòå êîìáèíàöèÿ ýëåêòðè÷åñêîãî êàðäèîñòèìóëÿòîðà è ïðîòåçà-øëÿïû ïîâûñèëà ñêîðîñòü ðîáîòîâ-ìåäóç â 4,5 ðàçà ïî ñðàâíåíèþ ñ ïðîñòûìè ìåäóçàìè.

Çàâåðøàþùèì ýòàïîì ýêñïåðèìåíòà ÿâëÿåòñÿ ðàçðàáîòêà êîìïëåêòà äàò÷èêîâ, ñïîñîáíûõ âûäåðæèâàòü âûñîêîå äàâëåíèå. Îäíàêî ýòî óñòðîéñòâî, êîòîðîå ìåíüøå ñîôòáîëüíîãî ìÿ÷à, íàìíîãî ïðîùå ñïðîåêòèðîâàòü, ÷åì öåëûé áàòèñêàô.

 äàëüíåéøåì àâòîðû ðàçðàáîòêè ïëàíèðóþò äîáàâèòü äàò÷èêè óïðàâëåíèÿ ìåäóçîé, ÷òîáû çàäàâàòü åé ëþáîå íàïðàâëåíèå äâèæåíèÿ. Ýòî îòêðûëî áû åùå áîëüøå âîçìîæíîñòåé äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ áèîãèáðèäà. 

Íåñìîòðÿ íà òî, ÷òî áèîãèáðèäíàÿ ðîáîòîòåõíèêà æèâîòíûõ îáëàäàåò çíà÷èòåëüíûì ïîòåíöèàëîì, åå ðåäêî ïðèìåíÿþò â äðóãèõ îáëàñòÿõ íàóê. Ýòî áûëî ïåðâîå èññëåäîâàíèå, èçó÷àþùåå âîçìîæíîñòü îäíîâðåìåííîãî ýëåêòðè÷åñêîãî è ìåõàíè÷åñêîãî ïðîòåçèðîâàíèÿ íà ïðèìåðå ìåäóç.