Wenn Giftstoffe in einem Bach vorhanden sind, reagieren Süßwassermuscheln als eines der ersten Lebewesen. Aus diesem Grund entschieden sich die Forscher, diese Einstellung auszunutzen.
Ein neuer Bewegungssensor, der an Muscheln angebracht ist, wurde genau zu diesem Zweck entwickelt: Er macht sie zu einem Mittel, um Wasserverschmutzung frühzeitig zu erkennen.
Muschel Leben
Muscheln ernähren sich, indem sie ihre Schalen öffnen und dann winzige Organismen aus dem Wasser filtern. Und obwohl Mollusken normalerweise in Gruppen (auch Betten genannt) leben, ernähren sich die Mitglieder dieser Gruppen normalerweise nicht alle gleichzeitig. Das bedeutet, dass sie ihre Schalen normalerweise unabhängig voneinander öffnen und schließen.
Aber es gibt eine Besonderheit: Fließt ein giftiger wasserbasierter Stoff durch eine Gruppe von Muscheln, schließen alle schlagartig gleichzeitig ihre Schalen. Und hier kommt der neue Bewegungssensor ins Spiel.
Ein Bewegungssensor für Cyborg-Muscheln
Entworfen von einem Team aus North Carolina State Universitybesteht der Bewegungssensor aus zwei miteinander verbundenen Inertial Measurement Units (IMUs). Eine IMU wird an einer Seite der Muschelschale befestigt und die andere an der anderen Seite. Jede der Seiten enthält einen Beschleunigungsmesser und einen Magnetometer.
Wenn die Muschel die Schale schließt, erkennen die beiden IMUs die Aktion, da sich die Winkel beider Seiten der Schale plötzlich ändern. Wenn also mehrere Muscheln in einem Bett mit Sensoren ausgestattet sind, kann man feststellen, ob sie alle ihre Schalen gleichzeitig schließen.
Alle Sensoren für eine Gruppe könnten mit einem an einem Mast montierten solarbetriebenen Prozessor innerhalb eines Stroms verdrahtet werden. Diese Einheit wiederum würde kontinuierlich Daten über ein Mobilfunknetz übertragen. Wenn eine Gruppenschließung festgestellt wurde, konnten die Behörden sofort mit der Suche nach der Quelle des Giftes beginnen, das sie angeblich verursacht hatte.
Labortests am Bewegungssensor
Beim Test an Süßwassermuscheln in Aquarien erfasste der Bewegungssensor ständig Muschelbewegungen bis auf weniger als einen Grad. Diese Technologie könnte möglicherweise Dutzende von „Cyborg-Muscheln“ gleichzeitig verfolgen, was eine granulare Präzisionsüberwachung ermöglicht.
„Unser Ziel ist es, ein ‚Internet der Muscheln‘ zu schaffen und ihr individuelles und kollektives Verhalten zu überwachen“, sagt Prof. Alper Bozkurt, der die Studie gemeinsam mit Prof. Jay Levine. „Dies wird es uns schließlich ermöglichen, sie als Umweltsensoren oder Wächter zu verwenden.“
