水母宇航员,灯塔水母海洋科技

科幻电影《星球大战》和《机械战警》中，都展示了一种由机器打造的超级水母。现在这种超级水母正逐步由科幻走进现实。

近期，国外一家科研团队研发出一种游泳控制器，它能够让普通的水母变成“极速水母”，并且不会损害水母的健康。

研究者将海月水母作为改造对象，并给水母植入了“起搏器”，只不过它控制的不是心跳，而是水母游泳的频率。

水母通过环形肌肉的收缩来控制游泳。当收到来自神经起搏点的信号时，肌肉带动整个伞体内腔收缩，将伞体内的水喷出，为水母提供向前运动的推力，而外来的电流刺激同样可以激活这一动作。

研究者为水母植入的控制器组件，包括电子起搏器、锂电池和两个电极，以及便于观察电流脉冲的LED灯。控制器被插入水母的伞体内进行固定，两个电极嵌入伞形边缘的肌肉组织。在脉冲电流的刺激下，水母运动频率明显加快，游泳速度随之显著提升：从每秒2厘米变为每秒4至6厘米，但能量消耗并没有增加太多。

未来，“极速水母”的研究应用将进一步深入。目前人类勘测到达的水域只是海洋的很小一部分，现有的基于各类船舶的勘测技术效率非常有限并且成本昂贵，而水母在更大范围内的不同深度、盐度、温度、氧浓度的海域中都能存活，具有成为广域“海洋探测员”的潜质。

该项目研究负责人表示，如果能找到一种方法来引导水母，并为它们配备传感器来跟踪诸如海洋温度、盐度、氧气含量等方面的信息，这些高速运动、“四面出击”的水母群就可创建一个真正的全球海洋监测网络。

为什么水母能预知风暴

在风暴来临之前，由海浪和空气摩擦产生的次声波会冲击“听石”，使水母在十几个小时之前就能够捕捉到风暴的声音。水手通过观察水母的动向，能够帮助船只减少风暴带来的危害。
水母是一种漂亮的水生动物，外形像一把透明伞，通常还带有绚丽的色彩。尽管它的身体非常庞大，却没有脊椎，主要依靠水的浮力支撑其巨大的身体。然而，就是这种体形柔弱的水生动物，却能够预知风暴的来临，这是真的吗？
在风暴来临之前，由风暴和海洋剧烈摩擦产生的8～13赫兹的声波次声波早已从水中传到水母的耳石中，提醒水母要早早潜入水中躲避，而且次声波在水中的传播速度是1450米/秒，比风暴和海洋的运动速度快得多。但这种次声波人类无法听到，因为人耳能听到的声波范围是20～20000赫兹。
为什么水母能够听到次声波呢？这要归功于水母独特的生理构造，在水母触手中间的细柄上有一个小球，里面有一粒小小的“听石”，这像是水母的“耳朵”。通过这个神奇的耳朵，水母能提前听到风暴来临的声音，从而提前做准备，以避免风暴对自己的危害。
科学家曾经模拟水母声波发送器官做实验，结果发现其能在风暴到来15小时之前测知风暴讯息。

中国科学家为什么要研发全新无需系绳的水母机器人？

因为可以给人类带来更多的探索，促进科学进步。大自然的仿生学，足够让人类学习很多年。

大自然与科技，看似是两个大相径庭的学科，实际上却有着千丝万缕的关联。1958年时，一名医学院毕业后在空军服役了20年的美国人斯蒂尔率先提出了将二者结合的理论，只不过当时还并未将其命名为仿生学，而是意图通过研究生物系统和生物体，来找到解决工程问题的方法。直至1960年9月，才被正式命名为仿生学。
据外媒报道，目前中国这个水母仿生学成就让世界震惊。虽然水母可能不是海洋中游得最快的动物，但它们确实以“节能”的方式游泳 。中国科学家通过复制这一点创造了一种水母机器人，有朝一日将可以自主探索海洋深处。

真正的水母通过“喷气推进”游动，扩展和收缩它们的钟形体以将水推向它们后面。虽然我们之前已经看到模拟这种技术的水下机器人，但大多数都必须连接到位于表面的电源或控制系统。中国科学院的研究人员决定解决这个问题，设计一种自由游泳的水母机器人。
该模型以大型海月水母（Aurelia aurita）为模型，其具有钟形刚性头部和下方的圆柱形水母体。后者覆盖在呈伞状的膜中，并包含四个独立的“六杆连杆机构”。

通过弯曲和拉直这些“机构”来实现向前运动，导致身体在伸展和收缩时将水推出。 另外，通过移动位于其体腔中的两个“砝码”，机器人能够在垂直和水平方向上转向。科学家们现在正在开发基于强化学习的软件，这将使设备能够了解哪些运动会导致方向的变化。在各种车载传感器的帮助下，机器人可以沿着给定的路线穿过水面，同时避开障碍物，无需任何人为控制。它甚至可以携带小型有效载荷，例如环境传感器等。
然而仿生学的由来或许还可以追溯至更早，相传在大禹时期，人们通过观察鱼类在水中的活动，发现鱼尾的摇摆能够控制鱼身的前行与转弯，因此也就出现了船尾上架置的木桨。
正如玛特·富尼耶《当自然赋予科技灵感》一书所提到的——我们面对的许多问题，或许在千百万年前就被自然生物遇到了，经过漫长的进化，它们形成了绝妙的解决之道。
玛特·富尼耶所说的解决之道，正是仿生学的核心课题，人们不断通过仿照和模拟生物特性，来创造出对人类发展起到贡献的技术。
尤其在仿生学这一概念被提出后，这一门学科彻底被“引燃”，据2006年仿生学专家理查德·邦瑟的一项研究报告显示，从1985-2005年之间，全球范围内非仿生的专利设计只攀升了2.7倍，而仿生学专利则增长了93倍之多。
现如今，仿生学这门独立的学科，早已应用在各个领域当中。如代表性的光场相机(又名：蝇眼照相机)，灵感便来源于苍蝇的复眼，科学家通过仿效复眼小眼的蜂窝型结构，制成了用于科研的蝇眼照相机，一次能够拍摄千余张照片，飞机地速指示器、航空照相机均是运用了这一原理。
再比如我们现今常接触到的电子水墨屏，灵感便来源于蝴蝶。事实上，许多蝴蝶和一些鸟类羽毛(孔雀)，翅膀上所展现的鲜艳色彩来源于化学的与物理色，化学的是自身生理代谢产生的色素颗粒，而物理色则是通过表面的棱柱状晶体结构所呈现出的。这些光被分成各种颜色的光带并反射到观察者的眼睛，与彩虹的原理大致相同。
高通的Mirasol显示技术正是复制了这个原理，模拟蝴蝶拍打翅膀时产生的鲜明色彩，以此实现高反射性，创造出一种“永远在线”的视觉效果。当然，此类发明可谓数不胜数，如鲁班观察叶子边缘发明的锯、以啄木鸟头部为原型研发的安全帽、蝙蝠原理的雷达、青蛙眼原理的电子眼、以及贝尔实验室根据海绵结构发明出更强韧的光纤电缆等。比比皆是的案例，仿佛在告诉我们——自然,便是最好的老师。
基本上来说，如上述所提到的仿生机器人并非个例，只不过此前仿生学大多用于军工、科研与工业领域，消费领域的运用相对较少。而当下我们也能感受到，越来越的军工科技正逐步被民用，因此消费级机器人与仿生学的交融似乎也不再遥不可及。
为何这么说，如果说仿生学短期只是作为一个“新鲜玩意”所备受瞩目的话，那么长期的未来，相信机器人显然也要在生活中承担起更多元化的任务。