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Date:
2021-04-05
[Abstract] Biohybrid robotics is a growing field that incorporates both live tissues and engineered materials to build robots that address current limitations in robots, including high power consumption and low damage tolerance. One approach is to use microelectronics to enhance whole organisms, which has previously been achieved to control the locomotion of insects. However, the robotic control of jellyfish swimming offers additional advantages, with the potential to become a new ocean monitoring tool in conjunction with existing technologies. Here, we delineate protocols to build a self-contained swim controller using commercially available microelectronics, embed the device into live jellyfish, and calculate vertical swimming speeds in both laboratory conditions and coastal waters. Using these ...
[摘要] [摘要]生物混合机器人技术是一个不断发展的领域，它结合了活组织和工程材料来制造机器人，以解决机器人当前的局限性，包括高功耗和低损伤容限。一种方法是使用微电子技术增强整个生物，这是先前实现的控制昆虫运动的方法。但是，对水母游泳的机器人控制具有其他优势，并有可能结合现有技术成为一种新的海洋监测工具。在这里，我们描述了使用市售微电子设备构建自包含游泳控制器的协议，将设备嵌入到活水母中，并计算实验室条件和沿海水域中的垂直游泳速度。使用这些方法，我们以前在实验室和原位实验中证明了与天然水母游泳相比，游泳速度提高了三倍。这些结果为设计低功耗机器人和探测基础生物的结构功能提供了见识。这些生物混合型机器人水母的未来迭代可用于海洋监测的实际应用。
[背景]尽管海洋很重要并且需要跟踪其不断变化的状况，但仍有80％以上的海洋基本上未被观测和探索（Kim等人，2012； Malve，2016； NOAA，2020a和2020b）。进一步的探索对于揭示海洋中的物理和生物地球化学过程至关重要。这可以增进我们对气候变化的了解，并提供新的食物，药物和能源来源（NOAA，2020b）。
用于海洋监测和探索的传统方法包括遥控飞行器（ROV）和自主水下航行器（AUV）。ROV和AUV已被用来追踪对海洋的人为影响，具有监测生态系统变化的潜力（Wynn等人，2014； ...
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