变形金刚活捉海怪！其实这是海洋生物科学家的新工具

廣闊的海洋是地球上最大也是最少被探索的環境， 估計有一百萬種尚未被描述的物種。 然而， 這些生物中有許多是軟體動物， 如水母， 它們很難被現有的水下工具捕捉到， 主要是因為現有的這些捕捉工具在整個捕捉過程中往往會破壞它們柔軟和脆弱的身體， 這對生物科學家開展后續研究造成了很大的障礙。 美國哈佛大學威斯仿生工程和研究所網站wyss.harvard.edu 2018年7月18日刊登了一篇由林賽·布勞內爾寫的文章， 介紹了一種令生物研究科學家非常興奮的新型深海可折疊多面體取樣器， 可方便地捕捉和釋放水下微生物。

該取樣器是由美國哈佛大學威斯學院(Wyss Institute)、約翰·a·保爾森(John a . Paulson)工程與應用科學學院(SEAS)以及拉德克里夫高級研究院的研究人員共同開發的一種新設備， 研究人員開發的一種新穎的、受到折紙啟發設計出的取樣器可以安全地捕捉和釋放水母、烏賊和章魚等脆弱的海洋生物， 而不會對它們造成任何傷害。 這項研究成果已經發表在《科學機器人學》雜志上。

將折疊屬性應用于水下樣本采集的想法始于2014年， 該裝置的發明者哈佛大學威斯研究所的科學家Zhi Ern Teoh說：“我在威斯研究所親手建造微型機器人， 這是一項非常艱苦而枯燥乏味的工作。 我想知道有沒有辦法用馬達將平面折疊成三維形狀。 ” 答案顯然是他做到了。

Teoh團隊制造的裝置由5個相同的用聚合材料3d打印的“花瓣”組成， 將這些“花瓣”附著在一系列旋轉關節上， 這些關節連接在一起形成一個支架。 利用一個單獨的馬達將扭矩施加到5個“花瓣”的連接處， 使整個結構圍繞它的關節旋轉并折疊成一個中空的正十二面體（看起來幾乎是一個圓形盒子）， 使它獲得了旋轉驅動十二面體（RAD）這個名字。 RAD設計的關鍵是折疊完全是由關節的設計和花瓣本身的形狀決定的， 不需要其他輸入。

研究小組在康涅狄格州神秘水族館對RAD采樣器進行了測試， 成功地捕捉并釋放了月亮水母。 之后經過適當改進后， RAD取樣器被安裝在一個由蒙特雷灣水族館研究所(MBARI)提供的水下遙控潛水器上， 在加州海岸外的真實海域中，

在水下深度為500 - 700米范圍內， 用遙控潛水器對其進行測試。 該團隊在并沒有造成任何傷害的情況下成功捕捉和釋放了像烏賊和水母這樣的軟組織生物。

Zhi Ern Teoh博士測試了安裝在ROV潛水器上的RAD采樣器， 然后將其部署到加利福尼亞州蒙特雷峽谷的太平洋中

Teoh說：“RAD采樣器的設計非常適合深海的艱難環境， 因為它操控非常簡單， 因此對生物和環境都不會造成很大的破壞。 此外， RAD采樣器是模塊化設計的， 便于損壞時及時維修而后繼續開展作業。 ”他還指出， 建造一個更大的或類似的、在太空工作的設備也是可行的。 至于目前的應用， 如海洋生物的取樣， 這些設備也可以很容易地通過增加相機和其他工具或傳感器得到改善。

Teoh和他的同事正在計劃設計一個更為堅固的版本， 更適合于高強度作業， 比如海洋地質學研究。 研究人員還為RAD設想了一種更為先進的版本， 其配備了攝像頭和各種傳感器， 還包括一個DNA測序儀， 以便其在捕獲到軟體動物的同時， 收集體型大小、特性和基因組等信息， 然后再放生， 就像綁架水下外星人一樣。 隨著研究的進展， 我們相信RAD采樣器及改進型將有更加廣泛的應用。

RAD采樣器是一種用于研究軟體海洋生物的旋轉驅動裝置