Найти тему

Медуза-киборг может помочь в исследовании океана

Несмотря на все усилия науки по исследованию океана, большая часть его глубин остается недосягаемой. Объем всей воды на земле составляет более 1,3 миллиарда кубических километров - достаточно, чтобы заполнить сферу на одну десятую меньше диаметра земли - и дорогие приспособления, такие как подводные лодки и плавучие дроны, должны быть в невероятно огромных количествах, чтобы исследовать хоть бы часть этой воды. Но многие живые существа, например, лунные медузы (аурелии), уже пронизывают океаны, и теперь исследователи пытаются превратить эти хрупкие организмы в управляемых киборгов.

Художественная иллюстрация лунных медуз с протезами, которые увеличивают их скорость.
Художественная иллюстрация лунных медуз с протезами, которые увеличивают их скорость.

Ученые создали специальный контроллер плавания, который крепится к низу аурелии с помощью короткой деревянной булавки. От него исходят электроды, которые соединяются с медузой. Данный протез с помощью электронных импульсов стимулирует мышцы животного.

Чтобы животному было комфортно, для этого прибора сделали металлический корпус. Были проведены тесты на лунных медузах и выяснилось, контроллер увеличивает их скорость примерно в 3 раза по сравнению с обычной скоростью. В будущем планируется сделать возможным также управление направлением аурелий.

Ученые оснастили некоторых аурелий «контроллерами плавания».
Ученые оснастили некоторых аурелий «контроллерами плавания».

Следует отметить, что у таких медуз нет ни мозга, ни нервной системы. Это означает, что они не ощущают боль как, например, млекопитающие. После снятия протеза медуза регенерировалась в течение нескольких дней и вернулась к обычной жизни. Если медузы-киборги будут использоваться в качестве наблюдателей за океаном, то они могли бы жить относительно нормальной жизнью.

Как живые датчики, бионические медузы будут иметь несколько преимуществ перед морскими роботами. Во-первых, они могут выживать годами. Самому протезу требуется батарея, но поскольку его задача - просто стимулировать электроды, а не приводить в действие двигатель, будущие версии могут быть крошечными - исследователи утверждают, что "улучшенная" медуза оказалась в сотни раз эффективнее уже существующих плавательных роботов.

Электронный контроллер плавания заставил медузу плавать почти в три раза быстрее их нормальной скорости.
Электронный контроллер плавания заставил медузу плавать почти в три раза быстрее их нормальной скорости.

Движение быстрее их нормальной скорости заставляло медуз расходовать вдвое больше энергии, чем обычно, но эта цифра была на самом деле ниже, чем ожидали исследователи: первоначально они думали, что увеличение скорости в три раза может потребовать в девять раз больше энергии. Когда медуза сгибает свое тело, она меняет давление воды вокруг себя таким образом, что ускоряет движение вперед, не требуя много дополнительных энергетических затрат. Еще одним плюсом является то, что лунные медузы уже живут по всему земному океану, при различных температурах и глубинах.

С такими факторами, как изменение климата, мы видим новые состояния океана и новые реакции экосистем на изменения в окружающей среде. Чем больше мы сможем экипировать виды, такие как медузы, для понимания океанической среды, тем лучше мы будем подготовлены к будущим изменениям и соответствующим угрозам.

Идея состоит в том, чтобы заменить небольшое количество очень дорогих платформ, которые действительно доминировали в науке об океане в течение последних нескольких десятилетий, идеей очень дешевых, но эффективных бионических систем.

-4