Ny Origami Robot kan samla känsliga havsdjur utan att hota dem

Djupt i havets pelagiska mittvattar svimmar, eteriska havslevelser. Många av dem liknar några av jordens tidigaste livsformer, och har varit flytande i relativt obskärmning - men inte längre.

Det beror på att ingenjörer framgångsrikt testat en 3D-tryckt infångningsenhet, en vikande 12-sidig polyhedral behållare som kan sakta och säkert omsluta dessa marina djur för studier utan att skada dem. Teamet, vars arbete publicerades idag i tidningen Science Robotics, hoppas att så småningom outfit sin enhet med kamerautrustning för HD-3D-avbildning av arten samt DNA-provtagningsutrustning för full genomisk analys senare.

Det är ett unikt system för att få alla dessa värdefulla biologiska data diskret, utan att behöva fånga, mäta eller döda vattenprovet under studien.

"När det gäller mid-water-djur som är gelatanösa" berättar Brennan Phillips, en biträdande professor i ocean engineering vid University of Rhode Island Omvänd, "De är så känsliga och det finns så många arter - hundratusentals, om inte hundratusentals - som inte beskrivs helt enkelt för att vi inte kan ta hand om dem och ta tillbaka dem till ytan."

Phillips säger att marinbiologi tillbringade mycket av 70- och 80-talen fokuserade på att utforska livet vid havets djupaste djup, längs hydrotermiska ventiler, till exempel, och på andra håll på havsbotten. En del av detta berodde på ny djupdykningsteknik, men det fanns också stora hinder för att jakta på arter i den rymliga, glesbefolkade tomrummet i den djupa pelagiska eller midwaterregionen.

"Jag har själv vittnat för detta många gånger," sa han. "Vi har sett något väldigt intressant och vi måste bara släppa det. Vi ska aldrig ta tag i det och beskriva det, för vi har inte de verktyg som finns tillgängliga för det."

De bästa bedömningarna från marina forskare tyder på att upp till en miljon arter kan förbli obeskrivna i den djupa pelagiska zonen. Men "samla dem är en utmaning" enligt Andy Juhl, en vattenlevande ekolog och oceanograf med Columbia Universitys Lamont-Doherty Earth Observatory, som inte var inblandad i den nya forskningen.

"Nät är problematiska; Det är en slags blind destruktiv provtagning, säger Juhl Omvänd. "Vi har verkligen lärt oss mycket - kanske - de senaste tjugo åren eller så om organismer som lever djupare i vattenkolonnen, som är väldigt ömtåliga, och som annars kommer upp som en slags manglade bitar av protoplasma."

Efter att ha sett människor försöker göra denna typ av samling bokstavligen med burkar, bemannade subs och fjärrstyrda fordon, anser Juhl att enheten är en "ny lösning på problemet".

Anordningen var initialt inskränkt av mekanisk ingenjör Zhi Ern Teoh, som studerade vid Harvards Wyss-institut för biologiskt inspirerad teknik innan han började tekniskt utvecklingsföretaget Cooper Perkins. Teoh kom till idén efter en period av arbete på insektsskala-flygande mikrobobblor vars mönster också inkorporerade vikande, origami-stilelement.

En av hans stora förhoppningar just nu är att den här tekniken kanske kan vara användbar vid rymdutforskning, där det också kan finnas applikationer för den nya samlingsanordningen.

"Det är en av mina drömmar", säger Teoh. "Om jag kunde utforma något som deployerar i rymden - antingen utplaceras i rymden eller utvecklas eller samlas i rymden - det skulle vara ganska coolt."