安全捕获新的超软机器人夹具水母[视频]

在Wyss Institute和Baruch学院开发的新的超软夹具使用了平淡的硅胶“手指”用水膨胀，轻轻抓住水母并释放它们而不会伤害，让科学家在自己的栖息地中安全地与这些微妙的生物互动。

在凝胶状生物上提供温柔的抓地力，一种新的超软水下夹钳安全地捕获并释放了水母而不会损坏。

水母约有95％的水，使它们在地球上的一些最透明，精致的动物。但其余5％的5％已经产生了重要的科学发现，如绿色荧光蛋白（GFP），现在由科学家们对学习基因表达进行广泛使用，以及可以将钥匙持有衰老的生命周期逆转。水母可能很好地覆盖其他，潜在的生活变化的秘密，但收集它们的难度严重限制了这种“被遗忘的动物群”的研究。在远程操作车辆（ROVS）上的海洋生物学家提供的采样工具主要为海洋石油和天然气行业开发，并且更好地抓住和操纵岩石和重型设备而不是果冻，经常将它们粉碎到碎片中的碎片捕捉它们。

现在，由哈佛大学的学校A.保尔森工程和应用科学学院（SEAR）和CUNY的Baruch College开发的研究人员开发了一项新技术，以及Cuny的Baruch Collecture为这个问题的形式提供了一种新的解决方案。柔软的水下夹具，使用液压轻轻，但牢固地包裹在一个水母周围的细心，然后释放它而不会造成伤害。夹具描述于科学机器人中发表的新文件中。

“我们的超温夹具是对果冻和其他软体生物的现有深海采样装置的清晰改进，否则几乎不可能收集完整，”前几位研究生博士尼娜·西纳纳德拉说在Wyss Institute的罗伯特木材实验室。“这项技术也可以扩展到改善水下分析技术，并允许广泛地研究海洋生物的生态和遗传特征，而不将它们从水中移出。”

第一作者Nina Sinatra，Ph.D.在新英格兰水族馆的水母上测试超软夹具。

夹具的六个“手指”由薄，扁平的硅树脂组成，其中空心通道内粘合到柔性但纤维的聚合物纳米纤维层。手指附着在矩形，3D印刷的塑料“手掌”上，当它们的通道填充有水，沿纳米纤维侧的方向卷曲。手指每种压力都施加极低的压力 - 约0.0455 kPa，或小于眼睑眼睑的压力的少于十分之一。相比之下，目前最先进的软海洋夹具，用于捕获比水母更强壮，更强壮的动物，施加约1千pa。

研究人员将超温夹具安装到专门创建的手持设备上，并测试其掌握水箱中的人造硅胶水母的能力，以确定成功收集样品所需的定位和精度，以及最佳角度和速度捕获水母。然后，他们搬到了新英格兰水族馆的真实事情，在那里他们使用夹子抓住游泳的月亮果冻，果冻小块和斑点果冻，所有这些都是关于高尔夫球的大小。

夹具成功地能够将每个水母捕获到装置的手掌上，并且水母无法摆脱手指抓住，直到夹具减压。在被释放后，水母没有任何压力或其他不利影响的迹象，手指能够在显示磨损迹象之前开放和关闭大约100次。

“海洋生物学家一直在等待长时间的工具，以复制人类双手的温柔与从难以接近的环境中的水母等精致的动物相互作用，”博士学位，博士学位，博士学位，博士学位博士说，博士学位博士学位巴鲁奇学院环境科学，CUNY和国家地理探险家。“这个夹具是一个不断增长的软机器人工具箱的一部分，这些工具箱的一部分是使水下物种收集更容易和更安全，这将大大提高对已经研究的动物的研究和数百年来研究的节奏和质量，给我们一个更完整的图片化妆海洋的复杂生态系统。“

超软夹具是利用软机器人的水下抽样的最新创新，这是Gruber和Wyss之间的持续合作，创始核心教师罗伯特伍德，博士学位。这已经生产了折纸启发的RAD采样器和多功能的“柔软的手指”，以收集普遍捕获的生物体阵列，包括鱿鱼，章鱼，海绵，海鞭子，珊瑚等。

“软机器人是一个理想的解决方案，如在各种各样的领域，因为它结合了传统机器人的可编程性和鲁棒性，因为使用了柔性材料，”木头，谁是合作社 - Wyss Institute的Bioinspired软机器人平台，查尔斯河在海域的工程和应用科学教授和国家地理探险家。

“在Wyss Institute，我们一直在问，”我们怎样才能让这个更好？我印象深刻的聪明才智和开箱即用，抢劫木材和他的团队已经应用于解决在公开海洋中存在的真实问题，而不是在实验室中。这可能有助于大大推进海洋科学，“Wyss Institute董事唐纳德·戈特伯，博士，博士，博士，博士，博士学员们也是哈佛医学院，波士顿儿童医院的血管生物学课程朱向生物学教授海洋生物工程教授。

该团队正在继续优化超软夹具的设计，并旨在进行评估夹钳持有的水母的生理反应，更明确证明它们不会导致动物应激。木材和Gruber也是施密特海洋研究所的“设计未来”项目的共同主体调查人员，并进一步在2020年在研究船Falkor的即将到来的探险中进一步测试他们的各种水下机器人。

本文附加作者是Clark Teeple，Daniel Vogt，M.S.和Kevin Kit Parker，Ph.D.来自Wyss Institute和哈佛海。Parker是Wyss Institute的创始核心教师和生物工程和应用物理学教授的Tarr家族教授。该研究得到了国家科学基金会，哈佛大学材料研究科学与工程中心，国家院校凯克期货倡议，国家地理学会。

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参考：“Ultragentle使用软机器人夹具的精致结构”由Nina R. Sinatra，Clark B. Teeple，Daniel M. Vogt，Kevin Kit Parker，David F. Gruber和Robert J. Wood，2019年8月28日，科学机器人。 DOI：
10.1126 / scirobotics.aax5425