雖然這些動物靠著柔軟的身體完美地適應了深海壓力的傷害,也因此吸引了科學家的目光。科學家想知道怎樣才能在捕獲這些軟體動物的同時不傷害到他們柔軟的組織呢?
哈佛大學威斯學院的科學家最近從日本折紙中獲取到了靈感。受傳統折紙技術的啟發,工程師和海洋生物學家設計了一個猶如折紙一般3D打印的12面體捕獲裝置,可以輕松地把毫無防備的海洋生物包圍起來。
裝置在水深563米的環境下捕捉烏賊的演示圖
這個可以輕松達到旋轉、展開、折疊功能的十二面體可以連接到水下漫游車的儀器臂上并遠程觸發以安全地捕獲軟海洋生物。
這個裝置已經成功通過測試,捕獲海洋中700米深處的小魷魚,章魚和水母。而且這個裝置的設計足夠堅固,能夠在長達11公里的深度工作,并且可以輕松擴展以瞄準更大的生物。
因為很“溫柔”,所以可以在海洋生物的研究中保護無脊椎動物
看到這里各位吃貨可能都咽了咽口水,不過可能要讓大家失望了,這項技術當然不是為了捕獲深海海鮮而發明的。海洋生物學家David Gruber解釋說,這項新技術對未來探索海洋生物有很大的幫助。
圖為David Gruber
事實上,從20世紀20年代開始,對海洋生物的研究通常依賴于捕撈魚類和甲殼類等比較“結實”的物種的網。 然而,他們在捕獲的時候,通常不管什么海洋生物都不加分類的暴力捕撈上來,結果無脊椎動物的身體結構被這些堅硬的捕撈網破壞。后來采用的諸如抽吸式采樣器(它實際上是從遠程漫游車上掃描樣品)這樣的新設備可以針對特定的生物體,但它們仍然可以破壞脆弱的生命形態。
由于捕獲技術跟不上、無脊椎動物捕獲難度大,所以對水母,櫛水母和被囊類動物等軟體生物的研究已被科學家“忽視”。由于這個原因,他們甚至被稱為“被遺忘的動物群”。
格魯伯說,在新技術的幫助下,這些“被遺忘的生物”將重新進入科學家的視野,我們將更好地了解他們在海洋生態系統中發揮的重要作用。要知道, 在全球范圍內,無脊椎動物構成了超過380億公斤碳的生物量,這大約占世界總生物量的7%,或超過人類總生物量的100倍。
復雜的設計為了更好地保護海洋生物
然而,設計RAD并不容易,因為該設備充滿了小而重要的連接口。例如,在十二面體的面板之間留有間隙,以便當海洋漫游車從海底到達地面的過程中,防止壓力在內部積聚。這些面板的邊緣也比主體的耐用塑料更柔軟。而這樣設計的原因竟然是避免意外夾傷被捕后奮力逃走的海洋生物。
據來自哈佛的機械工程師Zhi Ern Teoh介紹,設計這個裝置最關鍵的挑戰是需要只用一臺電機來驅動整個折紙裝置。這樣做意味著整個系統不能出現太多故障,并且只要使用單個命令就能對所有面板執行折疊和展開的動作。
這就意味著Teoh和他的同事必須設計一系列復雜的連接,確保設備的12個面板都能連接到中央電機。同時這些面板必須足夠輕且足夠堅固,這樣才不會使電機過載或者在執行任務中出現連接中斷的問題。
當然了,這種“折紙”設備也不是唯一用于捕捉軟體海洋生物的方法。其他科學家已經嘗試過用魷魚形的機器人手捕捉珊瑚,這種方法屢試不爽。 但Teoh和Gruber說,這種新設計的一大優勢在于這個設計能夠不斷改進。