视频：软体机器人是如何轻松抓水母的

昨天，Cell Press细胞出版社旗下期刊Current Biology上线了一篇新论文，科学家们展示了一种形状类似扁面条的新型机器人，它柔软的手指可以抓住光滑的深海水母。

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来看一段这个超软机器人手指的动画：

科学家们发现，这种形状类似扁面条的新型机器人技术能够使生态数据的收集以一种更轻柔、侵入性较小的方式进行。相比传统潜水抓手，被超软机器人手指抓住的水母的应激相关基因表达显著降低。

论文第一作者、美国自然史博物馆博士后研究员Michael Tessler说：“通过基因组学研究，我们可以确定，新开发的软体机器人对于抓取水母这类光滑的生物是一种更友好的工具。利用新技术，我们就可以不断在方法技巧方面取得大量进展，例如深海动物抓取。”

水母不像狗或猫那样，在感到不舒适时会发出嘶声或哀叫。相反，通过分析水母表达哪些基因，可以帮助我们理解水母如何对其周围的环境作出反应。利用基因测序，研究人员得出了水母在自由地游泳、被软体机器人手指抓住、被标准的硬质抓手抓住时的基因表达差异。

论文通讯作者、纽约市立大学柏鲁克分校及研究生中心的生物学教授David Gruber说：“想象一下你正开心地坐在桌子前，而我检测你的基因哪些处于激活状态，然后我用抓手戳了你一下，最后我去研究你的基因会如何反应。两种状态下基因表达差异的强度可以作为应激水平的一项指标。”

软体机器人手指抓取水母测试

被轻柔地抓住的水母呈现出的基因表达谱与未被打扰的个体最为相像，证明它们对被抓取的反应相对平静。并且，被抓手抓住的水母表达了“修复”基因，这说明它们正在做即将受到物理伤害的准备。Gruber说：“有一点我认为很有趣，当你用标准抓手抓取水母，它们会立即进入自我修复/应激状态，作为如此脆弱的生物，过度紧张对水母来说稀松平常。”

这项研究的影响远不止水母研究方面，Gruber说：“我们只是用水母作为样本生物，现在我们已经证明了这种方法可以减少对和水母一样脆弱的生物所造成的压力，这项研究也证实了我们的假设——在深海中，软体机器人可以作为各种精细互动的高效工具。”

研究人员在深海中测试软体机器人手指

这些观点得到了论文共同作者Nina Sinatra的呼应，在进行这项研究、设计软体机器人手指时，Sinatra是哈佛大学Wyss生物启发工程研究所的一名研究生。Sinatra说：“选择灵活、有韧性、轻质的材料，能够使软体机器人在深海环境中为你工作，同时又要足够精细到以和更脆弱的海洋生物安全互动。通过扩大我们的材料工具箱，工程师就能够发现激动人心且聪明的解决方案，来应对传统机器人无法处理的挑战。”

进一步地，这些软体机器人工具可以浮出水面，加以应用直接造福人类。论文共同作者、Wyss研究所核心教职人员、哈佛大学约翰·保尔森工程与应用科学学院工程教授Rob Wood说：“软体机器人可以用于从树上摘取水果，并且不会损伤水果；帮助中风患者恢复肌肉；以及很多硬质机器人如今完成起来过于笨拙或力度过大的事。”

研究人员在实验室测试软体机器人手指

历史上，海洋探测是一项困难的工作，如收集数据时需要去除来自海底的物质，或杀死样本从而在地面上进行研究。有了对软体机器人的应用，在对深海生物物理影响很小的情况下，实时对其采集DNA样本甚至医学检查成为可能。

相关论文信息

论文原文刊载于Cell Press细胞出版社旗下期刊Current Biology上，点击“阅读原文”或扫描下方二维码查看论文

论文标题：

Ultra-gentle soft robotic fingers induce minimal transcriptomic response in a fragile marine animal

论文网址：

https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(20)30032-4

DOI:

https://doi.org/10.1016/j.cub.2020.01.032

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