दीप के एलियंस का अध्ययन

क्रेडिट: हार्वर्ड विश्वविद्यालय में Wyss संस्थान

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क्रेडिट: हार्वर्ड विश्वविद्यालय में Wyss संस्थान

क्रेडिट: मोंटेरी बे एक्वेरियम रिसर्च इंस्टीट्यूट (एमबीएआरआई)

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फोल्डिंग पॉलीहेड्रॉन नमूना आसान कैप्चर और नाजुक पानी के जीवों के जीवों को मुक्त करने में सक्षम बनाता है

खुले सागर पृथ्वी पर सबसे बड़ा और कम से कम अन्वेषण किया गया वातावरण है, जिसका अनुमान है कि अभी तक एक लाख प्रजातियों को पकड़ने का अनुमान है। हालांकि, उनमें से कई जीव नरम-शरीर वाले हैं जैसे जेलीफ़िश, स्क्विड, और ऑक्टोपस- और मौजूदा पानी के नीचे के उपकरणों के साथ अध्ययन के लिए कैप्चर करना मुश्किल होता है, जो सभी अक्सर उन्हें नुकसान पहुंचाते हैं या नष्ट करते हैं। अब, हार्वर्ड यूनिवर्सिटी के वाइस इंस्टीट्यूट, जॉन ए पॉलसन स्कूल ऑफ इंजीनियरिंग एंड एप्लाइड साइंसेज (एसईएएस) में शोधकर्ताओं द्वारा विकसित एक नया उपकरण, और उन्नत अध्ययन के लिए रैडक्लिफ इंस्टीट्यूट सुरक्षित रूप से नाजुक समुद्री जीवों को एक तह पॉलीहेड्रल घेरे के अंदर जाल बनाता है और उन्हें बिना नुकसान के जाने देता है एक उपन्यास, origami- प्रेरित डिजाइन का उपयोग कर। विज्ञान रोबोटिक्स में शोध की सूचना दी गई है।

"हम इन जानवरों से संपर्क करते हैं जैसे कि वे कला के काम हैं: क्या हम इसे पढ़ने के लिए मोना लिसा से टुकड़े टुकड़े करेंगे? नहीं, हम उपलब्ध सबसे नवीन उपकरण का उपयोग करेंगे। 2017-2018 रैडक्लिफ फेलो के सहयोगी लेखक डेविड ग्रुबर ने कहा, "इन गहरे समुद्री जीवों में से कुछ हजारों साल पुराने हैं, जब हम उनके साथ बातचीत कर रहे हैं, तो समान विनम्रता के साथ व्यवहार करने के लायक हैं।" नेशनल ज्योग्राफिक एक्सप्लोरर, और बारुच कॉलेज, कुनी में जीवविज्ञान और पर्यावरण विज्ञान के प्रोफेसर।

अंडरवाटर नमूना संग्रह में तह गुणों को लागू करने का विचार 2014 में शुरू हुआ जब पहली लेखक झी अर्न तेह, पीएच.डी. हार्वर्ड ग्रेजुएट स्कूल ऑफ डिज़ाइन में डिज़ाइन इंजीनियरिंग में एक वैस एसोसिएट फैकल्टी सदस्य और पियर्स एंडरसन लेक्चरर, चक होबरमैन, एमएस से कम्प्यूटर के माध्यम से फोल्डिंग तंत्र बनाने के बारे में एक कक्षा ली। "मैं ग्रेजुएट स्कूल में हाथ से माइक्रोबोबॉट्स का निर्माण कर रहा था, जो बहुत दर्दनाक और थकाऊ काम था, और मुझे आश्चर्य हुआ कि अगर एक मोटर का उपयोग करके एक त्रि-आयामी आकार में एक सपाट सतह को फोल्ड करने का कोई तरीका था, तो एक पूर्व वाइस ने कहा, रॉबर्ट वुड, पीएचडी की प्रयोगशाला में पोस्टडोक्टरल फेलो, जो अब कूपर पर्किन्स में एक इंजीनियर है।

उस समय लकड़ी प्रयोगशाला के एक साथी सदस्य, ब्रेनन फिलिप्स, पीएचडी-अब रोड आइलैंड विश्वविद्यालय में महासागर इंजीनियरिंग के सहायक प्रोफेसर ने देखा कि तेह के डिजाइनों को देखा और सुझाव दिया कि वह समुद्री जीवों को पकड़ने के लिए अनुकूलित करें, जो कुख्यात रूप से कठिन हैं मौजूदा पानी के नीचे के उपकरणों के साथ पकड़ो जो बड़े पैमाने पर सागर खनन और निर्माण के मोटे काम के लिए डिजाइन किए गए हैं।

टीओएच द्वारा निर्मित डिवाइस में पांच समान 3 डी-मुद्रित बहुलक "पंखुड़ियों" होते हैं जो घुमावदार जोड़ों की एक श्रृंखला से जुड़े होते हैं जो एक मचान बनाने के लिए एक साथ जुड़े होते हैं। जब एक मोटर उस बिंदु पर एक टोक़ लागू करती है जहां पंखुड़ियों मिलते हैं, तो यह पूरी संरचना को अपने जोड़ों के बारे में घूमने और खोखले डोडकाहेड्रॉन (बारह-पक्षीय, लगभग-गोल बॉक्स की तरह) में फोल्ड करने का कारण बनता है, जिससे इसका नाम कमाता है रोटरी एक्ट्यूएटेड डोडकाहेड्रॉन (आरएडी)। तहखाने पूरी तरह से जोड़ों के डिजाइन और पंखुड़ियों के आकार से निर्देशित है; कोई अन्य इनपुट की आवश्यकता नहीं है।

टीम ने मिस्टिक, सीटी में मिस्टिक एक्वेरियम में आरएडी नमूने का परीक्षण किया और सफलतापूर्वक चंद्रमा जेलीफ़िश पानी के नीचे एकत्रित और जारी किया। नमूने में संशोधन करने के बाद, यह खुली महासागर स्थितियों का सामना कर सकता था, फिर उन्होंने मोंटेरे, सीए में मोंटेरी बे एक्वेरियम रिसर्च इंस्टीट्यूट (एमबीएआरआई) द्वारा प्रदान किए गए पानी के नीचे दूरस्थ रूप से संचालित वाहन (आरओवी) पर चढ़ाया और इसे मैदान में परीक्षण किया नमूना चलाने के लिए आरओवी की मैनिपुलेटर आर्म और मानव नियंत्रित जॉयस्टिक का उपयोग करके 500-700 मीटर (1,600-2,300 फीट) की गहराई। टीम अपने प्राकृतिक आवासों के भीतर स्क्विड और जेलीफ़िश जैसे नरम जीवों को पकड़ने में सक्षम थी, और बिना नुकसान के उन्हें मुक्त कर सकती थी।

"आरएडी नमूना डिजाइन गहरे महासागर के कठिन वातावरण के लिए एकदम सही है क्योंकि इसके नियंत्रण बहुत सरल हैं, इसलिए कम तत्व हैं जो तोड़ सकते हैं। यह भी मॉड्यूलर है, इसलिए यदि कुछ तोड़ता है, तो हम बस उस हिस्से को प्रतिस्थापित कर सकते हैं और नमूने को पानी में वापस भेज सकते हैं, "तेह ने कहा। "यह तह डिजाइन भी अंतरिक्ष में उपयोग करने के लिए उपयुक्त है, जो गहरे महासागर के समान है कि यह एक कम गुरुत्वाकर्षण, अप्रचलित वातावरण है जो किसी भी डिवाइस को चुनौतीपूर्ण बनाता है।"

तेह और फिलिप्स वर्तमान में समुद्री भूगर्भीय जैसे भारी ड्यूटी अंडरवाटर कार्यों में उपयोग के लिए आरएडी नमूने के एक अधिक कठोर संस्करण पर काम कर रहे हैं, जबकि ग्रबर और वुड नमूने की अधिक नाजुक क्षमताओं को और परिष्कृत करने पर ध्यान केंद्रित कर रहे हैं। "हम नमूने में कैमरे और सेंसर जोड़ना चाहते हैं ताकि भविष्य में, हम एक जानवर को पकड़ सकें, इसके आकार, भौतिक गुणों और यहां तक ​​कि इसके जीनोम जैसे बहुत सारे डेटा एकत्र कर सकें, और फिर इसे जाने दें, लगभग एक पानी के नीचे विदेशी अपहरण की तरह, "ग्रबर ने कहा।

"समुद्री जीवविज्ञान समुदाय के साथ हमारे समूह के सहयोग ने मुलायम रोबोटिक्स और ओरिगामी-प्रेरित इंजीनियरिंग के क्षेत्र के लिए दरवाजा खोला है ताकि वे पूरी तरह से अलग अनुशासन में समस्याओं को हल करने के लिए उन प्रौद्योगिकियों को लागू कर सकें, और हम इस तरह के सहानुभूति के तरीके को देखने के लिए उत्साहित हैं उपन्यास समाधान, "वुड ने कहा, जो वाईएस संस्थान के संस्थापक कोर संकाय सदस्य हैं, एसईएएस में इंजीनियरिंग और एप्लाइड साइंसेज के चार्ल्स नदी के प्रोफेसर, और एक राष्ट्रीय भौगोलिक एक्सप्लोरर भी हैं।

"विषयों में सहयोग Wyss संस्थान की एक परिभाषित विशेषता है, और यह काम उदाहरण देता है कि नए नवाचार कैसे उभर सकते हैं जब विभिन्न क्षेत्रों के वैज्ञानिक एक दूसरे के साथ संवाद करना शुरू करते हैं," एमडी, पीएचडी के संस्थापक निदेशक डॉन इंगबर ने कहा, वाइस इंस्टीट्यूट जो हार्वर्ड मेडिकल स्कूल में वास्कुलर बायोलॉजी के यहूदा लोकगीत प्रोफेसर और बोस्टन चिल्ड्रेन हॉस्पिटल में संवहनी जीवविज्ञान कार्यक्रम के साथ-साथ एसईएएस में बायोइंजिनियरिंग के प्रोफेसर भी हैं।

फिलिप्स वर्तमान में रोड आइलैंड विश्वविद्यालय में महासागर इंजीनियरिंग के सहायक प्रोफेसर हैं। पेपर के अतिरिक्त लेखकों में कैटलिन बेकर, ग्रिफिन व्हिट्रेड, और जेम्स वीवर, पीएचडी शामिल हैं। Wyss संस्थान और एसईएएस से।

इस शोध को राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन और नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज द्वारा समर्थित किया गया था।