水母除了游泳、蜇人、进食和繁殖之外，不会做太多事情。他们连脑子都没有。然而，这些简单的生物可以轻松地进入海洋深处，而人类，尽管我们多么复杂，却无法做到。

但是，如果人类可以让水母代表我们探索海洋，并报告它们的发现呢?加州理工学院进行的新研究旨在通过创造研究人员所说的生物混合机器人水母来实现这一目标。这些生物可以被认为是远洋机器人，它们通过电子设备增强了水母的游泳能力，并配备了假体“帽子”，可以携带少量有效载荷，同时也使水母以更流线型的方式游泳。

这项研究发表在《生物灵感与仿生学》杂志上，是在航空与机械工程百年教授约翰·达比里(JohnDabiri)的实验室进行的，建立在他之前增强水母的工作基础上。达比里这项研究的目标是利用水母作为数据收集机器人，将它们送入海洋收集有关温度、盐度和氧气水平的信息，所有这些都受到地球气候变化的影响。

达比里说：“众所周知，海洋对于决定我们现在和未来的陆地气候至关重要，但令人惊讶的是，我们对海洋知之甚少，尤其是远离海面的海洋。”“我们的目标是通过采取非常规方法，最终推动这一目标，这种方法的灵感来自于已经成功探索整个海洋的少数动物之一。”

在他的整个职业生涯中，达比里一直在自然界(包括水母)中寻找解决工程挑战的灵感。这项工作始于达比里实验室的早期尝试，开发一种像水母一样游泳的机械机器人，它是任何生物在水中移动的最有效的方法。

尽管他的研究团队成功地创造了这样一个机器人，但该机器人永远无法像真正的水母那样有效地游泳。那时，达比里问自己，为什么不直接研究水母呢?

达比里说：“水母是最早的海洋探险家，它们能够到达最深处，并且在热带或极地水域中也能繁衍生息。”“由于它们没有大脑或感知疼痛的能力，我们能够与生物伦理学家合作，以符合伦理原则的方式开发这种生物混合机器人应用程序。”

此前，达比里的实验室给水母植入了一种电子起搏器，可以控制它们游泳的速度。在这样做的过程中，他们发现，如果让水母游得比平时悠闲的速度更快，这些动物就会变得更有效率。水母游动速度比平时快三倍，但消耗的能量却是平时的两倍。

这一次，研究小组更进一步，在水母中添加了他们所谓的前体。这些前体就像戴在水母钟(动物的蘑菇状部分)顶部的帽子。这些设备由研究生兼主要作者SimonAnuszczyk设计，他的目的是使水母更加流线型，同时还提供一个可以携带传感器和其他电子设备的地方。

Anuszczyk说：“就像箭头的尖端一样，我们设计了3D打印的前体，以简化水母机器人的钟形结构、减少阻力并提高游泳性能。”“同时，我们尝试了3D打印，直到能够仔细平衡浮力并保持水母垂直游动。”

为了测试增强水母的游泳能力，达比里的实验室在加州理工学院古根海姆实验室内建造了一个巨大的垂直水族馆。达比里解释说，这个三层的水箱很高，而不是宽，因为研究人员想要收集远低于表面的海洋状况的数据。

达比里说：“在海洋中，水母从海面到几千米的往返行程需要几天时间，因此我们希望开发一种设施来在实验室中研究这一过程。”“我们的立式水箱让动物能够逆着流动的垂直水流游泳，就像游泳运动员的跑步机一样。我们预计该设施的独特规模——可能是同类中第一个立式水上跑步机——将可用于各种其他基础和应用研究问题。”

在水箱中进行的游泳测试表明，配备游泳起搏器和前体组合的水母在携带有效负载时的游泳速度比纯天然水母快4.5倍。达比里说，每只水母的总成本约为20美元，这使得生物混合水母成为一种有吸引力的替代方案，而不是租用每天运行成本超过50,000美元的研究船。

达比里补充道：“通过利用水母承受深海极端压力的天然能力以及它们通过进食为自身提供动力的能力，我们的工程挑战变得更容易应对。”“我们仍然需要设计传感器组件来承受相同的挤压压力，但该设备比垒球小，这使得它比在这些深度运行的完整潜艇车辆更容易设计。

“我真的很高兴看到我们通过第一次简单地观察海洋的这些部分可以学到什么，”他补充道。

达比里说，未来的工作可能集中于进一步增强仿生水母的能力。目前，它们只能在直线上游得更快，例如为深海测量设计的垂直路径。但进一步的研究也可能使它们变得可操纵，这样它们就可以水平和垂直定向。

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