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捕捉无脊椎海洋生物新工具:3D打印折纸陷阱

2018年07月20日 作者: 暂无评论 426+ 0

据外媒The Verge报道,海洋中布满了许多无脊椎海洋生物,包括章鱼、海参及海蜇等。虽然这些柔软的身体完全适应了海洋的压力,但对于希望研究它们的科学家来说,这是一个问题。科学家如何在不伤害它们的情况下捕捉它们呢?

一个答案可能在于日本的折纸艺术。受传统纸张折叠技术的启发,工程师和海洋生物学家设计了一个3D打印的12面折纸陷阱,可以轻轻地折叠在毫无防备的海洋生物周围。该装置被称为旋转驱动的十二面体(RAD)可以连接到水下漫游车的臂上并远程触发,以安全地捕获软海洋生物。

该装置目前已经成功测试,能捕获海洋中700米深处的小鱿鱼,章鱼和水母。但它的设计足够坚固,能够在11公里的深度工作,并且可以轻松扩展以瞄准更大的生物。

帮助设计RAD的海洋生物学家David Gruber表示,这样的新技术是探索海洋的关键。从20世纪20年代开始,研究海洋生物的尝试依赖于成功在海上捕捞鱼类和甲壳类等的渔网。然而,这样的方式容易对这些无脊椎海洋生物造成伤害。

Gruber表示,这意味着对水母等生物的研究已被“忽视”。由于这个原因,它们们甚至被称为“被遗忘的动物群”。Gruber称,在新技术的帮助下,科学家才刚刚开始了解这些生物在海洋生态系统中发挥的重要作用。“在全球范围内,凝胶状浮游动物估计构成了超过380亿千克的生物量,”。这大约占世界总生物量的7%,或超过人类总生物量的100倍。

然而,设计RAD并不容易,而且该设备充满了小而重要的设计触感。例如,在十二面体的面板之间留有间隙,以便当海洋漫游车从海底到达地面时,阻止压力在内部积聚。这些面板的边缘也比主体的耐用塑料更柔软。

但根据哈佛大学机械工程师Zhi Ern Teoh的说法,关键的挑战是只用一台电机即可展开折纸。这样做意味着整个系统具有较少的故障点,并且可以使用单个命令折叠和展开。但这意味着Teoh和他的同行必须设计一系列复杂的连接,将每个设备的12个面板连接回中央电机。这些必须足够轻,不会使电机过载,并且足够坚固,不会破坏任务。这种折纸设备只是一种用于捕捉软体海洋生物的方法。但Teoh和Gruber表示,这种新设计的一大优势在于其改进的潜力。

如上所述,基本折纸机制可以扩大到几乎任何尺寸,使其能够捕获更大的物种。虽然RAD目前是手动操作的,但它将来也可以变成一个自动陷阱,用诱饵吸引海洋生物,并用传感器来检测它们何时处于正确的位置。

原文地址:http://www.eeboard.com/news/3dzhezhi/ ‎

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