Les méduses sont à environ 95% d'eau, ce qui en fait parmi les plus diaphanes, animaux délicats de la planète. Mais les 5% restants ont donné lieu à d'importantes découvertes scientifiques, comme la protéine fluorescente verte (GFP) qui est maintenant largement utilisée par les scientifiques pour étudier l'expression des gènes, et l'inversion du cycle de vie qui pourrait être la clé de la lutte contre le vieillissement. Les méduses peuvent très bien en abriter d'autres, des secrets potentiellement bouleversants, mais la difficulté de les recueillir a sévèrement limité l'étude de cette « faune oubliée ». Les outils d'échantillonnage à la disposition des biologistes marins sur des véhicules télécommandés (ROV) ont été largement développés pour les industries pétrolières et gazières marines, et sont bien mieux adaptés à la saisie et à la manipulation de roches et d'équipements lourds que les gelées, souvent les déchiqueter en morceaux pour tenter de les capturer.

Maintenant, une nouvelle technologie développée par des chercheurs du Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering de Harvard, École d'ingénierie et de sciences appliquées John A. Paulson (SEAS), et Baruch College à CUNY offre une nouvelle solution à ce problème sous la forme d'un ultra-doux, pince sous-marine qui utilise une pression hydraulique pour enrouler doucement mais fermement ses doigts semblables à des fettuccini autour d'une seule méduse, puis relâchez-le sans causer de dommages. La pince est décrite dans un nouvel article publié dans Robotique scientifique .

"Notre pince ultra-douce est une nette amélioration par rapport aux dispositifs d'échantillonnage en eau profonde existants pour les gelées et autres créatures à corps mou qui sont autrement presque impossibles à collecter intactes, " a déclaré le premier auteur Nina Sinatra, Doctorat., un ancien étudiant diplômé du Wyss Institute qui est maintenant ingénieur en mécanique et matériaux chez Google. "Cette technologie peut également être étendue pour améliorer les techniques d'analyse sous-marine et permettre une étude approfondie des caractéristiques écologiques et génétiques des organismes marins sans les sortir de l'eau."

Les six « doigts » de la pince sont composés de bandes plates de silicone avec un canal creux à l'intérieur liées à une couche de nanofibres polymères flexibles mais plus rigides. Les doigts sont attachés à un rectangle, "Paume" en plastique imprimée en 3D et, quand leurs canaux sont remplis d'eau, s'enrouler en direction du côté revêtu de nanofibres. Les doigts exercent chacun une pression extrêmement faible - environ 0,0455 kPA, ou moins d'un dixième de la pression de la paupière d'un humain sur son œil. Par contre, pinces marines souples à la pointe de la technologie, qui sont utilisées pour capturer des animaux délicats mais plus robustes que les méduses, exercer environ 1 kPA.

Les chercheurs ont adapté leur pince ultra-douce à un appareil portatif spécialement créé et testé sa capacité à saisir une méduse artificielle en silicone dans un réservoir d'eau pour déterminer le positionnement et la précision nécessaires pour prélever un échantillon avec succès. ainsi que l'angle et la vitesse optimaux pour capturer une méduse. Ils sont ensuite passés à la vraie chose à l'Aquarium de la Nouvelle-Angleterre, où ils ont utilisé les pinces pour attraper des gelées de lune de natation, graisse de gelée, et gelées tachetées, tout sur la taille d'une balle de golf.

La pince a réussi à piéger chaque méduse contre la paume de l'appareil, et les méduses étaient incapables de se libérer de l'emprise des doigts jusqu'à ce que la pince soit dépressurisée. La méduse n'a montré aucun signe de stress ou d'autres effets indésirables après avoir été relâchée, et les doigts ont pu s'ouvrir et se fermer environ 100 fois avant de montrer des signes d'usure.

"Les biologistes marins attendent depuis longtemps un outil qui reproduit la douceur des mains humaines dans l'interaction avec des animaux délicats comme les méduses provenant d'environnements inaccessibles, " a déclaré le co-auteur David Gruber, Doctorat., qui est professeur de biologie et de sciences de l'environnement au Baruch College, CUNY et un explorateur National Geographic. "Cette pince fait partie d'une boîte à outils robotique souple en constante évolution qui promet de rendre la collecte d'espèces sous-marines plus facile et plus sûre, ce qui améliorerait grandement le rythme et la qualité de la recherche sur des animaux sous-étudiés depuis des centaines d'années, nous donnant une image plus complète des écosystèmes complexes qui composent nos océans. »

La pince ultra-douce est la dernière innovation dans l'utilisation de la robotique douce pour l'échantillonnage sous-marin, une collaboration continue entre Gruber et Rob Wood, membre fondateur du corps professoral de Wyss, doctorat qui a produit l'échantillonneur RAD inspiré de l'origami et des "doigts spongieux" multifonctionnels pour collecter un large éventail d'organismes difficiles à capturer, y compris les calmars, poulpes, éponges, fouets de mer, coraux, et plus.

"La robotique douce est une solution idéale à des problèmes de longue date comme celui-ci dans une grande variété de domaines, car il allie la programmabilité et la robustesse des robots traditionnels à une douceur inédite grâce aux matériaux souples utilisés, " dit Bois, qui est le co-responsable de la plateforme de robotique douce bioinspirée du Wyss Institute, le professeur Charles River d'ingénierie et de sciences appliquées à SEAS, et un explorateur National Geographic.