• Sunday June 16,2019

Il nuovo robot Origami cattura delicatamente le creature del mare profondo

Anonim

Un nuovo artiglio robotico ispirato agli origami che sembra un incrocio tra un fiore e una chela di granchio potrebbe aiutare i biologi marini a catturare i delicati organismi sottomarini attualmente sconosciuti alla scienza.

Gli oceani sono gli habitat più grandi e meno esplorati sulla Terra, con alcune stime che suggeriscono che fino a un milione di specie sconosciute si nascondono nelle sue acque più profonde. I biologi marini di solito usano sottomarini o veicoli telecomandati (ROV) per afferrare o scavare la vita dal fondo marino, ma strappare la vita marina dall'acqua aperta si rivela spesso difficile con gli strumenti esistenti. Molti di questi organismi hanno corpi morbidi e delicati facili da danneggiare o distruggere.

Le reti possono distruggere organismi gelatinosi come le meduse. Quindi i ricercatori di solito si affidano a catturare la vita di mare in acque libere usando entrambi i tubi di aspirazione, che possono uccidere campioni delicati quando si chiudono all'interno dell'impianto idraulico, o catturandoli in barattoli con coperchi, il che richiede una grande destrezza.

Ora gli scienziati hanno sviluppato un nuovo modo per intrappolare in sicurezza la delicata vita marina usando un dispositivo robotico che può piegarsi attorno ai suoi obiettivi.

Ispirazione Origami

Il nuovo dispositivo ha cinque "petali" identici di ispirazione origami collegati a una serie di giunti rotanti attorno a un punto centrale. Quando il dispositivo viene avvicinato a una creatura sott'acqua, un singolo motore piega i suoi petali stampati in 3D attorno a un animale, racchiudendo l'organismo in un dodecaedro cavo, una specie di poliedro con una dozzina di facce pentagonali. Il team ha inoltre aggiunto bordi morbidi ai petali del dispositivo per aiutare a proteggere gli animali.

"Un solo motore guida tutti i meccanismi che fanno piegare il dispositivo nello spazio 3-D", ha detto l'autore principale dello studio Zhi Ern Teoh, un ingegnere meccanico ora presso la società di consulenza ingegner Cooper Perkins a Lexington, nel Massachusetts.

I ricercatori hanno testato il loro dispositivo al Mystic Aquarium nel Connecticut, dove ha raccolto e rilasciato con successo meduse lunari sott'acqua. Lo hanno anche modificato in modo da poter resistere al mare aperto, e quindi montato su un ROV dal Monterey Bay Aquarium Research Institute in California. Lo hanno testato a circa mezzo miglio sotto la superficie dell'oceano, dove ha catturato e rilasciato calamari e meduse nei loro habitat naturali.

"Questo dodecaedro ispirato agli origami rappresenta una nuova modalità di interazione delicata con la vita marina", ha detto il coautore dello studio David Gruber, un biologo marino del Baruch College e il Graduate Center della City University di New York.

Creature da mare stampate in 3-D

La semplicità del design riduce il numero di parti che possono rompersi, prestandole per l'uso in ambienti ostili come il mare profondo o lo spazio esterno "dove può essere difficile inviare una squadra di riparazione", ha detto Teoh. "I motori sono intrinsecamente complessi, quindi riducendo al minimo il numero di motori nel dispositivo, riduciamo potenzialmente il numero di punti di guasto".

I ricercatori stanno ora lavorando su una versione in metallo più robusta del dispositivo per lavori pesanti. Vorrebbero anche migliorarlo con una varietà di sensori.

"Il sogno è quello di racchiudere un delicato animale di acque profonde, fare un immaginario in 3-D che include proprietà come la durezza, l'impronta tridimensionale di quell'animale in superficie e anche uno spazzolino da denti solleticare l'organismo per ottenere il suo genoma completo. Quindi, lascia andare gli animali ", disse Gruber. "La speranza è di descrivere nuove specie e imparare e interagire con il mare profondo in modo non invasivo."

Gli scienziati hanno anche suggerito che la loro strategia di progettazione potrebbe aiutare a portare nuovi specchi pieghevoli e pannelli solari per i telescopi spaziali, e persino habitat auto-schierabili per colonie extraterrestri. Hanno dettagliato i loro risultati online il 18 luglio sulla rivista Science Robotics .


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