深海生物脆弱难采样？这个“水下精灵球”捕捉精准还保证无伤

2018-07-20 10:27

生活在海洋深处的生物往往是极其脆弱的，因此，如何捕捉这些生物令科学家们非常头痛。最近，一种新的多面体样品采集机制的发明，就像一个“水下精灵球”一样，帮助科学家们捕捉到这些深海生物，而且不会在整个捕捉过程中破坏它们柔软、脆弱的身体。

从技术角度来说，这个球是一个十二面体，当捕捉的生物被包围时，这个球就会在生物周围轻轻地关闭。这并不完全是革命性的技术，因为这个球的制造工艺只是极其简单的、无损的机械技术。在几千英尺深处，就无损这一点的重要性怎么强调都不为过。

生物取样通常是通过两端都装有移动盖子的管子进行的，生物必须通过引导和捕获，或者用真空管吸入的方式进入管内。可以想象到，这样的操作对样本来说是不利的，在最坏的情况下，是致命的。

“水下精灵球”是一个旋转驱动的十二面体，或称RAD，有五个三维打印的“花瓣”，其外观复杂，但机械构造上简单，使这些“花瓣”能够通过其后方面板附近的一个点施加的力而同时闭合。

该“水中精灵球”的发明者，哈佛大学威斯研究所的科学家Zhi Ern Teoh说：“我在研究所亲手建造微型机器人，这是一项非常艰苦而枯燥乏味的工作。我想知道有没有办法用马达将平面折叠成三维形状。”

答案显然是肯定的，因为他做到了。关于该发明的细节已经发表在权威的学术期刊Science Robotics上了。在折纸和造纸术的启发下，Teoh和他的同事们运用他们的设计知识，创造了一种任意多面体（你可以从任何一张纸中剪出一张）都可以在一次平稳运动中完成折叠过程的机制。其结果是围绕多面体的铰链臂构造可以轻轻地、均匀地推进并将其密封起来。

在测试过程中，RAD在一个水池中成功捕获了一些月球水母，在海平面下约2000英尺深处，能够捕捉到鱿鱼、章鱼和一些野生水母，而且在没有造成伤害的情况下再次释放它们。他们用摄像机并没有拍摄到章鱼，但显然它对这个十二面体的装置更加好奇。

研究人员表示，由于其RAD的设计，该装置可以在地表下几英里的地方工作，尽管他们还没有机会测试这一想法的可行性。

Teoh说：“RAD采样器的设计非常适合深海的艰难环境，因为它操控非常简单，因此对生物和环境都不会造成很大的破坏。”

他还指出，建造一个更大的或类似的、在太空工作的设备也是可行的。至于目前的应用，如海洋生物的取样，这些设备也可以很容易地通过增加相机和其他工具或传感器得到改善。

“在未来，我们可以捕获一只动物，收集大量关于它的数据，比如大小、材料特性，甚至基因组，然后再放生，就像绑架水下外星人一样。”Teoh发表文章的合著者、纽约大学的David Gruber说。