Quallen sind die effizientesten Schwimmer im Ozean, wenn auch ziemlich langsam. Forscher der Stanford University ließen eine Qualle dreimal schneller schwimmen, indem sie sie mit einem Motor verbanden und einen Biohybrid-Roboter mit der Qualle als „Gerüst“ schufen.
Cyborg-Quallen sind laut Dokument 10- bis 1.000-mal energieeffizienter als andere Schwimmroboter veröffentlicht in Science Advances.
Die beiden Forscher hinter der Studie, der Stanford-Doktorand Nicole Wu und der Professor John DabiriSie hoffen, dass ihr Roboter zur Überwachung des Ozeans oder zur Entnahme von Unterwasserproben verwendet werden kann.
Cyborg Quallen, wie es erhalten wurde
Die Forscher nahmen vierblättrige Kleequallen (Aurelia Aurita, oder "Jellyfish Moon") etwa so groß wie ein Essteller aus dem Cabrillo Marine Aquarium in San Pedro, Kalifornien, und überführte sie in ein großes künstliches Salzwasserreservoir.
Sie entwarfen einen wasserdichten und angetriebenen Controller mit einer Lithium-Polymer-Batterie, einem Mikroprozessor und einem Satz Elektroden, die in das Muskelgewebe der Quallen eingebaut wurden.
Ein bisschen wie ein Herzschrittmacher, aber in diesem Fall stößt etwas, das wie ein Flaschenverschluss voller Elektronik aussieht, die Quallen an, damit sie sich schneller bewegen. Die Cyborg-Qualle erhält Elektroschocks direkt in die Muskeln, wodurch das Tempo beschleunigt wird.
Forscher, die ethische Einwände gegen diese Arbeit antizipieren, sie beobachteten als Quallen „Es sind wirbellose Tiere ohne zentrales Nervensystem oder Schmerzrezeptoren. Wir haben jedoch Maßnahmen ergriffen, um sicherzustellen, dass während der Experimente keine unnötigen Gewebeschäden auftreten.“
Es folgten drei experimentelle Tests:
- Die ersten, die Quallen alleine schwimmen sehen, ohne dass ein Controller angeschlossen ist.
- Die zweite mit ausgeschaltetem Controller, um zu sehen, wie sich dies auf die Bewegung der Quallen auswirkt.
- Die dritte, bei der die Controller für elektrische Stimulation sorgten.
Das Hinzufügen des Controllers ohne Stimulation schien keine große Wirkung auf die Qualle zu haben. Aber bei der kleinsten der sechs Testpersonen erhöhte sich ihre Geschwindigkeit bei Pulsraten von 0,6 Hz (ein Puls für 1,67 Sekunden) fast dreimal, von etwa 0,15 auf etwa 0,45 Körperdurchmesser pro Sekunde.
Warum schwimmen Quallen nicht so schnell alleine?
Die Autoren spekulierten, dass es keinen evolutionären Druck für Quallen gibt, so schnell zu gehen, selbst wenn ihr Körper dies zulassen würde.
Die Autoren schreiben, dass sie hoffen, die Energieeffizienz und Steuerbarkeit der Roboterqualle und anderer zu verbessern Biohybridroboter, einschließlich der Einfügung von Signalen, um die Qualle zu drehen und damit "Fernführung".
