Εξερεύνηση ωκεανών με μέδουσες-ρομπότ

Εξερεύνηση ωκεανών με μέδουσες - ρομπότ
Πηγή εικόνας: transformingtheocean.co.uk/deep-sea-exploration-its-amazing/#

Παρατηρώντας τους ωκεανούς, εντυπωσιαζόμαστε από την εικόνα των οικοσυστημάτων που φιλοξενούν. Η εικόνα όμως που έχουμε ίσως να μην είναι τόσο αντιπροσωπευτική, μιας και το 95% των ωκεανών δεν έχει ακόμα εξερευνηθεί.

Για τις υδρογραφικές έρευνες, χρησιμοποιούνται πλέον σύγχρονα υποβρύχια οχήματα και τεχνολογίες ηχοεντοπιστικού συστήματος (σόναρ) για τη χαρτογράφηση του βυθού. Αυτά τα μέσα όμως δεν εμφανίζουν πάντοτε επιτυχία, κοστίζουν πολύ και σχεδιάζονται δύσκολα.

Ζώα-κατάσκοποι

Η καινοτόμα ιδέα των επιστημόνων για την παρακολούθηση των ωκεανών και τη συλλογή δεδομένων είναι απλή: ζωντανοί θαλάσσιοι οργανισμοί γίνονται…κατάσκοποι, βοηθώντας έτσι τον άνθρωπο να εξερευνήσει τον βυθό.

Οι επιστήμονες τα τελευταία χρόνια χρησιμοποιούν μεγάλα θαλάσσια ζώα (π.χ. θαλάσσιες χελώνες και φώκιες) ώστε να συλλέξουν δεδομένα για την υγεία των θαλάσσιων οικοσυστημάτων αλλά και για τη βιολογία των ζώων (π.χ. παρακολούθηση μετανάστευσης). Στα σώματά τους ενσωματώνουν κάμερες, GPS, ειδικούς αισθητήρες, κ.ά. προκειμένου να συλλέγουν τα δεδομένα που χρειάζονται.

Εξερεύνηση ωκεανών με μέδουσες - ρομπότ
Πηγή εικόνας: inkfish.fieldofscience.com/2013/11/schrodingers-turtle-how-observing-ocean.html

Τέτοιες όμως επεμβατικές διαδικασίες έχουν συχνά αρνητικές επιπτώσεις στους οργανισμούς που χρησιμοποιούνται για τις θαλάσσιες έρευνες.

ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΑΚΟΜΑ

Πρωτοπόρο επιστημονικό σχέδιο

Το ιδανικό θαλάσσιο ζώο-κατάσκοπος βρέθηκε! Πρόκειται για τις μέδουσες του φεγγαριού (Aurelia aurita), οι οποίες εντοπίζονται σε όλες τις θάλασσες του πλανήτη.

Πηγή εικόνας: Weston Westmoreland – fineartamerica.com/featured/moon-jellyfish-weston-westmoreland.html

Καθώς οι συγκεκριμένες μέδουσες συναντώνται σε όλα τα βάθη, οι ερευνητές χρησιμοποιώντας την τεχνολογία μπορούν να περιπλανηθούν μαζί τους και να εξερευνήσουν τα μυστήρια των ωκεανών.

Μέδουσες-ρομπότ

Οι επιστήμονες μετατρέπουν τις μέδουσες του φεγγαριού σε…ρομπότ για την έρευνα στους ωκεανούς. Τοποθετώντας στη μέδουσα ένα ηλεκτρονικό προσθετικό, δημιουργούν ένα βιοϋβριδικό ρομπότ. Πρόκειται μάλιστα για πολύ οικονομική λύση στις θαλάσσιες έρευνες, ειδικά εάν συγκριθεί με τα υποβρύχια οχήματα.

μέδουσες - ρομπότ
Πηγή εικόνας: Nicole W. Xu, Stanford University – advances.sciencemag.org/content/6/5/eaaz3194 Σύστημα ελέγχου κολύμβησης σε μέδουσα του φεγγαριού

Οι μέδουσες αποτελούν τον ιδανικό υποψήφιο για να μετατραπούν σε ρομπότ, αφού η ζελατινώδης υφή τους και οι χαμηλές ενεργειακές τους απαιτήσεις διευκολύνουν την εργασία των ερευνητών.

Πολύ σημαντικό είναι το γεγονός ότι οι συγκεκριμένοι οργανισμοί δεν καταπονούνται από την επεμβατική φύση της μεθόδου. Οι μέδουσες δεν διαθέτουν εγκέφαλο, κεντρικό νευρικό σύστημα ούτε αντιλαμβάνονται τον πόνο. Οι μέδουσες του φεγγαριού συγκεκριμένα όταν βρίσκονται σε συνθήκες στρες, παράγουν αυξημένη ποσότητα γλοιώδους ουσίας. Κάτι τέτοιο δεν παρατηρήθηκε κατά τις δοκιμές του βιοϋβριδικού ρομπότ.

Πώς λειτουργούν οι μέδουσες-ρομπότ

Τα μικροσκοπικά ηλεκτρονικά προσθετικά στα σώματα των μεδουσών εκπέμπουν παλμούς και διεγείρουν τους μύες των μεδουσών. Έτσι, οι μέδουσες φτάνουν σε υπερδιέγερση και κολυμπούν έως και 3 φορές πιο γρήγορα από τη φυσική τους συμπεριφορά στους ωκεανούς.

Η ισχύς πηγάζει αποκλειστικά από τους μύες των μεδουσών. Παρατηρείται έως και 1000 φορές λιγότερη ισχύς ανά μάζα, με μόνο διπλή αύξηση στις μεταβολικές δαπάνες του ζώου.

Ακόμα ένα πλεονέκτημα που έχουν οι μέδουσες-ρομπότ είναι ότι θεραπεύουν τους τραυματισμούς τους πολύ γρηγορότερα εξαιτίας της διέγερσης που προκαλεί το προσθετικό.

Το μελλοντικό σενάριο

Είναι απαραίτητο να βρεθεί μηχανισμός άμυνας για τις μέδουσες-ρομπότ, ώστε να μην τρώγονται από ζώα που φυσιολογικά θηρεύουν τις μέδουσες. Αυτό θα ήταν επιβλαβές για το ζώο που θα φάει τη μέδουσα, καθώς θα καταναλώσει και τον μικροηλεκτρονικό εξοπλισμό που αυτή φέρει.

Εξερεύνηση ωκεανών με μέδουσες - ρομπότ
Πηγή εικόνας: Hassan Ammar – www.nytimes.com/2018/09/28/science/jellyfish-predators-oceans.html

Μπορεί οι επιστήμονες να προβληματίζονται καθώς ακόμα δεν μπορούν να μετακινούν τις μέδουσες-ρομπότ με τηλεχειριστήρια, η εξερεύνηση των ωκεανών όμως μοιάζει ολοένα και πιο προσιτή.

Εκατομμύρια μέδουσες-ρομπότ θα είναι σε θέση να συλλέγουν υδρογραφικά δεδομένα όπως τη θερμοκρασία νερού, το pH, την αλατότητα, κ.ά.. Θα αποτελέσουν το μέσο παρατήρησης των οικοσυστημάτων των ωκεανών, δίνοντας πληροφορίες για τυχόν ρύπανση, για τη συμπεριφορά θαλάσσιων οργανισμών, για τον εντοπισμό νέων ειδών και πόρων αλλά και τυχόν γνώσεις για το πώς θα σώσουμε τους τόσο επιβαρυμένους, από τον άνθρωπο, ωκεανούς.


Πηγές που χρησιμοποιήθηκαν για το άρθρο

Βιβλιογραφία

Roquet, F., Boehme, L., Fedak, M., Block, B., Charrassin, J-B., Costa, D., Hucksatdt, L., Guinet, C., Harcourt, R., Hindell, M., McMahon, C., Woodward, B. (2017). Ocean Observations Using Tagged Animals, Oceanography, volume 30, number 2), pages 139–139

Xu, N., Dabiri, J. (2020). Low-power microelectronics embedded in live jellyfish enhance propulsion, Science Advances, volume 6, number 5

Διαδίκτυο

  1. https://www.youtube.com/watch
  2. https://oceanservice.noaa.gov/facts/exploration.html
  3. http://inkfish.fieldofscience.com/2013/11/schrodingers-turtle-how-observing-ocean.html
  4. https://el.wikipedia.org/wiki/%CE%9C%CE%AD%CE%B4%CE%BF%CF%85%CF%83%CE%B1_(%CE%B6%CF%8E%CE%BF)

Λίγα λόγια για τον συντάκτη

Μαριάννα Τρίφωνα

Βιολόγος, μεταπτυχιακή φοιτήτρια, Αθηναία, ενθουσιώδης με τη θαλάσσια ζωή, κολλημένη στην επίτευξη της βιωσιμότητας. Επικοινωνία: triphonamarianna@gmail.com

Εβδομαδιαία ενημέρωση απο το maxmag στο email σου

Η ενημέρωση σου, για όλα τα θέματα, επί παντός επιστητού, είναι προτεραιότητα για μας στο MAXMAG. Αυτός είναι κ ο λόγος, για τον οποίο κάθε εβδομάδα οι συντάκτες μας θα επιλέγουν τα 15 σημαντικότερα άρθρα, από όλες τις στήλες του περιοδικού και θα φροντίζουμε να τα λαμβάνεις απευθείας στο email σου. Όλες οι σημαντικές ειδήσεις θα σε περιμένουν να τις ανοίξεις. Το μόνο που χρειάζεται να κάνεις είναι μια εγγραφή στο Newsletter μας. Τι περιμένεις λοιπόν;