Các nhà khoa học biến sứa đang sống thành robot bơi nhanh gấp ba lần

Nguyễn Thị Mẫn10:49 25/02/2020

Với một vi điện tử cấy ghép chiếm quyền điều khiển nhân tạo, các nhà nghiên cứu đã gia tăng tốc độ bơi thông thường của một con sứa mặt trăng còn sống (Aurelia aurita) lên tới gấp ba lần và sự trao đổi chất lên gấp đôi chỉ với một chút năng lượng từ bên ngoài.

Sứa sinh học được cấy ghép điện cực.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Science Advances cho biết, robot sinh học này sử dụng năng lượng ít hơn từ 10 đến 1.000 lần so với các robot hoạt động dưới nước khác.

Sứa vốn được biết là một động vật bơi lội cực kỳ hiệu quả, hơn bất kỳ một loại máy móc mà con người đã từng chế tạo. Nó trở thành “khung tự nhiên” lý tưởng để các nhà khoa học biến nó thành robot với chi phí vận chuyển thấp.

Trên thực thế nhiều thiết bị dưới nước có thể vận chuyển nhanh hơn một con sứa, nhưng đến nay, các robot cố gắng bắt chước hoạt động của con sứa đòi hỏi mức độ năng lượng nhiều hơn và thường trói buộc vào một thiết bị cung cấp nguồn bên ngoài.

Mặt khác, sự thực chúng là những nhà khám phá đại dương không giới hạn, có khả năng tự chữa lành. Nếu con người có thể kiểm soát chúng một cách đúng đắn, có thể nghĩ chúng sẽ là một cách thức mới rất thú vị để mở rộng giám sát đại đương.

Video đang HOT

Theo ý kiến đề xuất của các tác giả của nghiên cứu, sứa được tìm thấy trong tự nhiên trong phạm vi rộng về độ mặn, nhiệt độ, mức bão hòa ô-xy và ở các độ sâu (đến 3.700m hay sâu hơn ở Rãnh Mariana) ở biển. Những robot sinh học này có tiềm năng triển khai trên khắp các đại đương trên thế giới.

Tất nhiên, điều này đòi hỏi phải mở rộng nghiên cứu về khả năng kiểm soát loài sứa. Cho đến nay, nhóm nghiên cứu mới chỉ cho thấy có thể làm gia tăng khả năng bơi của sứa mà không phải tính toán đến quá trình trao đổi chất và sức khỏe động vật.

Chìa khóa cho bước tiến nhỏ nhoi nhưng đầy ý nghĩa này là một vi điện tử có khả năng điều khiển khả năng bơi khi được gắn vào con sứa có thể tạo ra sóng xung và kính thích sự co cơ.

Thông qua kỹ thuật này, các nhà khoa học có thể làm tăng tốc độ đẩy của một con sứa cho đến khi nó đạt đến tối ưu, khi mà tốc độ lớn nhất đạt được chỉ với năng lượng nhỏ nhất. Việc chiếm đoạt sự chuyển hóa và các cơ của con sứa theo cách này, các nhà nghiên cứu đã làm cho việc di chuyển của sinh vật này nhanh hơn 2,8 lần so với tốc độ bơi trong tự nhiên.

Nhóm nghiên cứu hy vọng việc này có thể dẫn đến những thiết bị dưới nước có thể hoạt động trong một thời gian dài.

Nếu điều chỉnh thêm, thậm chí chúng ta có cơ hội sử dụng sứa để nghiên cứu ở những góc khuất của đại dương, giống như cách chúng ta sử dụng động vật có vú được gắn thẻ.

“Hơn thế, bởi vì sứa không có bong bóng hơi (có ở cá), chúng có thể lặn xuống độ sâu 3,700m ở đại dương”, các tác giả viết.

Có lẽ, một ngày nào đó sứa sẽ là một đội quân sinh học khám phá các bí ẩn các đại dương của chúng ta.

HOÀNG DƯƠNG

Theo nhandan.com.vn/Sciencealert

Các kỹ sư tạo ra những con sứa có thể bơi cực nhanh giúp khám phá đại dương

Được tiết lộ là có thể di chuyển nhanh gấp 3 lần so với sứa thông thường trong khi sử dụng ít năng lượng hơn, các nhà nghiên cứu hi vọng công nghệ mới sẽ giúp ích hơn cho việc thám hiểm đại dương.

Các nhà khoa học vừa tìm ra cách để giúp sứa có thể trở thành công cụ khám phá đại dương cho con người.

Sứa thường tự đẩy mình đi bằng cách co thắt và thả lỏng một vòng cơ xung quanh chuông của chúng (cơ thể chính của sứa). Khi các cơ mở và đóng chuông, nó hút vào và đẩy nước ra, đưa chúng về phía trước.

Các nhà nghiên cứu từ Caltech và Đại học Stanford đã phát triển một bộ phận giả cho loài sứa, sử dụng các xung điện để điều chỉnh và tăng tốc độ đập, theo cách tương tự như cách máy tạo nhịp tim ở người điều chỉnh nhịp tim.

Thiết bị có đường kính nhỏ hơn 2 cm và nổi trong nước, xung có tần số gấp ba lần tần số của xung cơ thể thông thường của động vật. Kết quả là một con sứa có thể di chuyển nhanh hơn, thậm chí tiêu tốn ít năng lượng hơn. Sứa thường bơi với tốc độ nhàn nhã 2 cm mỗi giây. Sau khi được gắn thiết bị, nó có thể di chuyển với tốc độ nhanh hơn 4 - 6 cm mỗi giây.

"Chúng tôi đã chứng minh rằng chúng có khả năng di chuyển nhanh hơn nhiều so với bình thường, mà không phải ảnh hưởng tới quá trình trao đổi chất của chúng", Nicole Xu, người đứng đầu nghiên cứu với đồng nghiệp John Dabiri, cho biết. "Điều này tiết lộ rằng sứa sở hữu một khả năng chưa được khai thác để bơi nhanh hơn, hiệu quả hơn".

Nhóm nghiên cứu cho rằng thiết bị có thể được sử dụng để khám phá các đại dương vì sứa được trang bị bộ phận giả có hiệu quả hơn 1.000 lần so với robot bơi hiện tại.

"Chỉ 5 đến 10% thể tích của đại dương đã được khám phá, vì vậy chúng tôi muốn tận dụng thực tế là sứa ở khắp mọi nơi đã thực hiện một bước nhảy vọt từ các phép đo dựa trên tàu, bị giới hạn về số lượng do chi phí cao.

Nếu chúng ta có thể tìm cách điều khiển những con sứa này và cũng trang bị cho chúng các cảm biến để theo dõi những thứ như nhiệt độ đại dương, độ mặn, nồng độ oxy, v.v... chúng ta có thể tạo ra một mạng lưới nghiên cứu đại dương toàn cầu", Dabiri nói.

Hiện tại, các nhà nghiên cứu mới chỉ có thể kiểm soát xung của con sứa, bước tiếp theo là tìm cách hướng dẫn hướng đi của chúng.

Khôi Nguyên

Theo dantri.com.vn/IFL Science

Xem loạt ảnh phụ nữ ở nhà không làm gì, chị em vừa cười vừa mếu Mới đây trên mạng xã hội, chị em phụ nữ truyền tay nhau những bức ảnh "ở nhà không làm gì" của các bà vợ mà khiến ai xem cũng phải cười ra nước mắt Có một câu nói khá giống nhau của các ông chồng mà phụ nữ ghét cay ghét đắng đó là: Ở nhà không làm gì mà bây giờ...