ด้วยแรงบันดาลใจจากปลาแปลก ๆ ที่สามารถทนต่อเว็บตรงฝากถอนไม่มีขั้นต่ำแรงกดดันจากส่วนลึกที่สุดของมหาสมุทร นักวิทยาศาสตร์ได้คิดค้นหุ่นยนต์อัตโนมัติที่อ่อนนุ่มซึ่งสามารถรักษาครีบของมันได้ แม้กระทั่งในส่วนที่ลึกที่สุดของร่องลึกบาดาลมาเรียนาทีมงานนำโดย Guorui Li นักวิทยาการหุ่นยนต์แห่งมหาวิทยาลัย Zhejiang ในเมืองหางโจว ประเทศจีนประสบความสำเร็จในการทดสอบความสามารถของหุ่นยนต์ในการว่ายน้ำที่ระดับความลึกตั้งแต่ 70 เมตรถึงเกือบ 11,000 เมตร รายงานเมื่อวันที่ 4 มีนาคมที่ผ่านมาในNature
Challenger Deep คือส่วนที่ต่ำที่สุดของระดับต่ำสุด
ซึ่งเป็นส่วนที่ลึกที่สุดของร่องลึกบาดาลมาเรียนา โดยอยู่ต่ำกว่าระดับน้ำทะเลประมาณ 10,900 เมตร ( SN: 12/11/12 ) แรงดันจากน้ำที่อยู่เหนือพื้นทั้งหมดนั้นสูงกว่าความดันบรรยากาศที่ระดับน้ำทะเลประมาณพันเท่า ซึ่งแปลเป็นประมาณ 103 ล้านปาสกาล (หรือ 15,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว) Mackenzie Gerringer นักสรีรวิทยาในทะเลลึกและนักนิเวศวิทยาจาก State University of New York ที่ Geneseo กล่าวว่า “มันเป็นเรื่องที่เทียบเท่ากับช้างที่ยืนอยู่บนนิ้วโป้งของคุณ” ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการศึกษาใหม่นี้กล่าว
แรงกดดันมหาศาลที่ระดับความลึก Hadal เหล่านี้ ซึ่งเป็นเขตมหาสมุทรที่ลึกที่สุด ระหว่าง 6,000 ถึง 11,000 เมตร ทำให้เกิดความท้าทายด้านวิศวกรรมที่ยากลำบาก Gerringer กล่าว หุ่นยนต์ใต้ท้องทะเลแบบดั้งเดิมหรือเรือดำน้ำแบบบรรจุคนได้รับการเสริมแรงอย่างแน่นหนาด้วยโครงโลหะที่แข็งแรงเพื่อไม่ให้เกิดรอยยับ — แต่เรือเหล่านี้มีขนาดใหญ่และยุ่งยาก และความเสี่ยงของความล้มเหลวของโครงสร้างยังคงสูง
ในการออกแบบหุ่นยนต์ที่สามารถเคลื่อนตัวได้อย่างสวยงามผ่านน้ำตื้น
นักวิทยาศาสตร์เคยมองหาสิ่งมีชีวิตในมหาสมุทรที่มีร่างกายอ่อนนุ่มเช่น ปลาหมึกเพื่อเป็นแรงบันดาลใจ ( SN: 9/17/14 ) เมื่อมันเกิดขึ้น ท่วงทำนองแห่งท้องทะเลลึกก็มีอยู่เช่นกัน: Pseudoliparis swireiหรือปลาหอยทาก Mariana Hadal ซึ่งเป็นปลาโปร่งแสงส่วนใหญ่ที่นิ่มนวลและอาศัยอยู่ลึกถึง 8,000 เมตรในร่องลึกบาดาลมาเรียนา
หอยทากทะเลลึก
ในปีพ.ศ. 2561 นักวิจัยได้บรรยายถึงปลาหอยทากทะเลลึกที่เพิ่งค้นพบใหม่ 3 สายพันธุ์ (หนึ่งในนั้นแสดงให้เห็น) ที่พบในร่องลึกก้นสมุทร Atacama ของมหาสมุทรแปซิฟิก ซึ่งอาศัยอยู่ที่ระดับความลึกประมาณ 7,500 เมตร นอกจากนี้ยังพบในร่องลึกบาดาลมาเรียนาอีกด้วย ปลาชนิดนี้ได้รับการดัดแปลงมาอย่างดีสำหรับการใช้ชีวิตในสภาพแวดล้อมที่มีความกดอากาศสูงและมีน้ำลึก โดยมีเพียงกะโหลกที่แข็งเพียงบางส่วนและร่างกายที่นุ่มนวล เพรียวบาง และประหยัดพลังงาน
มหาวิทยาลัยนิวคาสเซิล
Gerringer หนึ่งในนักวิจัยที่อธิบายปลาหอยทากทะเลน้ำลึกเป็นครั้งแรกในปี 2014 ได้สร้างหุ่นยนต์นิ่มแบบ 3 มิติที่พิมพ์ออกมาในอีกหลายปีต่อมาเพื่อให้เข้าใจได้ดีขึ้นว่าปลาชนิดนี้ว่ายอย่างไร หุ่นยนต์ของเธอมีสารที่หนาที่เป็นน้ำสังเคราะห์อยู่ภายในตัวของปลา ซึ่งน่าจะเพิ่มการลอยตัวและช่วยให้มันว่ายน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ( SN: 1/3/18 )
แต่การคิดค้นหุ่นยนต์ที่สามารถว่ายน้ำภายใต้แรงกดดันสุดขีดเพื่อสำรวจสภาพแวดล้อมใต้ท้องทะเลลึกนั้นเป็นอีกเรื่องหนึ่ง หุ่นยนต์สำรวจอัตโนมัติต้องการอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ไม่เพียงแต่เพิ่มพลังให้การเคลื่อนที่เท่านั้น แต่ยังต้องทำงานต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นการทดสอบเคมีในน้ำ การให้แสงสว่างและการถ่ายทำภาพผู้ที่อาศัยอยู่ในร่องลึกก้นสมุทร หรือเก็บตัวอย่างเพื่อนำกลับขึ้นสู่ผิวน้ำ ภายใต้แรงดันน้ำ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เหล่านี้สามารถบดขยี้ซึ่งกันและกันได้
ดังนั้น Li และเพื่อนร่วมงานของเขาจึงตัดสินใจยืมการปรับตัวของหอยทากตัวหนึ่งให้เข้ากับชีวิตที่มีความกดดันสูง: กะโหลกศีรษะของมันไม่ได้หลอมรวมกับกระดูกที่ชุบแข็งอย่างสมบูรณ์ ความอ่อนนุ่มที่เพิ่มขึ้นเล็กน้อยนั้นทำให้แรงกดบนกะโหลกศีรษะเท่ากัน ในทำนองเดียวกัน นักวิทยาศาสตร์ได้ตัดสินใจแจกจ่ายอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่เรียกว่า “สมอง” ของหุ่นยนต์ปลาให้ห่างกันมากกว่าปกติ แล้วหุ้มไว้ด้วยซิลิโคนอ่อนนุ่มเพื่อไม่ให้จับ
หุ่นยนต์กับหอยทากเคียงข้างกัน
การออกแบบหุ่นยนต์ซอฟต์ตัวใหม่ (ซ้าย) ได้รับแรงบันดาลใจจากปลาหอยทากทะเลลึก (ในภาพประกอบด้านขวา) ซึ่งปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่มีความกดอากาศสูงมากในบริเวณที่ลึกที่สุดของมหาสมุทร กระโหลกศีรษะของปลาสเนลฟิชนั้นแข็งตัวหรือแข็งตัวไม่สมบูรณ์ ซึ่งช่วยให้แรงกดดันทั้งภายนอกและภายในสมดุลกัน การแยกชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่ละเอียดอ่อนของหุ่นยนต์ออกจากกันและหุ้มไว้ด้วยซิลิโคนช่วยป้องกันไม่ให้ชิ้นส่วนบีบเข้าหากัน หุ่นยนต์กระพือปีกได้รับแรงบันดาลใจจากครีบอกบาง ๆ ของปลา (แม้ว่าปลาจริงจะไม่ใช้ครีบในการว่ายน้ำ)
LI ET AL / ธรรมชาติ 2021
ทีมงานยังได้ออกแบบลำตัวที่อ่อนนุ่มซึ่งคล้ายกับปลาหอยทากเล็กน้อย โดยมีครีบสองอันที่หุ่นยนต์สามารถใช้ขับเคลื่อนตัวเองผ่านน้ำได้ (เจอร์ริงเกอร์ตั้งข้อสังเกตว่าหอยทากจริง ๆ ไม่ได้กระพือปีกของมัน แต่กระดิกตัวเหมือนลูกอ๊อด) หุ่นยนต์จะติดตั้งแบตเตอรี่ที่ใช้พลังงานแก่กล้ามเนื้อเทียม: อิเล็กโทรดที่ประกบระหว่างเยื่อหุ้มสองแผ่นที่บิดเบี้ยวเพื่อตอบสนองต่อ ประจุไฟฟ้าสล็อตเว็บตรง , ฝากถอนไม่มีขั้นต่ำ เว็บตรง
