Промышленные роботы → Роботы-медузы в воде и воздухе (видео)

Автор: victor | 26 декабря 2008 | Просмотров: 553

Сегодня нас трудно чем-то поразить. Однако, когда люди создают роботов, копирующих животных, это всегда интересно. Такие роботы могут быть полезными в ситуациях, где их форма и способности, скопированные у живых существ, удовлетворяют наиболее полно. Так, компания Festo создала два робота-медузы.

[показать]

Один из них AquaJelly, работает в воде, как и ее природная копия. AquaJelly - искусственная автономная медуза с электроприводом и интеллектуальной, адаптивной механической системой. AquaJelly состоит из прозрачного полушария и восьми щупалец.

В составе AquaJelly: водонепроницаемая емкость, два сервомотора, две батареи, управляющее устройство, система динамичных рычагов и «щупалец»», система коммуникаций.

AquaJelly способен самостоятельно управлять собственным энергоснабжением: когда у него заканчивается заряд в батареях, AquaJelly обменивается данными с зарядной станцией, расположенной на поверхности воды, и подплывает к ней.

Для коммуникации (с зарядной станцией и другими роботами) на водной поверхности AquaJelly может использовать радиодиапазон, а под водой общается с помощью инфракрасных светодиодов (дальность – до 1 метра). Так, при получении сигнала от другого приближающегося робота, AquaJelly может совершить маневр уклонения.

В дополнение к датчикам окружающей среды у робота есть внутренние датчики, которые контролируют уровень энергии батарей, а так же датчик давления, который позволяет измерять глубину погружения робота в бассейне (точность - несколько миллиметров).
Система управления позволяет роботу принимать автономные решения. Если бы большое количество AquaJellies было оборудовано «контактными способностями», то они могли бы действовать в воде как высокоразвитая система.

В общем, смотрите это завораживающее движении роботов в видеоролике.

http://www.youtube.com/watch?v=HSTJVnf5nyA&eurl=http%3A%2F%2Froboting.ru%2Findustry-robots%2F477-roboty-meduzy-v-vode-i-vozdukhe-video.html&feature=player_embedded

[показать]
Второй робот AirJelly – предназначен для воздушной среды. Он может летать, с помощью заполненной гелием оболочки – части его тела. Как предыдущая модель, у AirJelly интеллектуальная, адаптивная механическая система, обеспечивающая движение, система связи.

Скорее всего, AirJellys будут использоваться для метеорологических исследований, в а AquaJellys - чтобы предоставить полезную информацию о перемещении воды и других ее параметрах. Ну и военные, скорее всего, найдут другие применения этим роботам.

 

Плавающие в воздухе медузы помогают человеку исчезнуть
[232x180]
Это настоящие медузы. Один инженер и художник решил воплотить их в металле и пластмассе, а потом выпустить в воздух, чтобы они "проглатывали" людей (фото с сайта cinegrfx.com).

Технический прогресс оставляет всё меньше мест для подлинного уединения. Мир пронизан электроникой, спутники и сотовые сети ловят людей на мушку, Интернет выходит в эфир, в общем — кажется, что, оставаясь в городе, невозможно хоть на время исчезнуть из поля зрения этого "безумного, бурлящего" мира.

 

Британский художник Усман Хок (Usman Haque) создаёт проекты с многослойным содержанием.

Это инсталляции в стиле хайтек, техно-искусство, это всегда – нечто яркое и динамичное, но ещё – это овеществлённое размышление автора о месте техники в обществе, об отношениях техники и людей. Работы Хока – это своего рода психологические

Медузы No Comments

Аурелия-аурита

[показать]В 2006 году вскоре после праздника Песах у эйлатских берегов стали появляться медузы. Для нас они редкие гости, не то, что для купальщиков средиземноморья, которым часто приходится плавать, расталкивая медуз руками и ногами.

С каждым днем численность медуз у красноморских берегов возрастала. 4 мая эйлатский новостной сайт RedC  даже опубликовал правила безопасности при купании среди медуз и рекомендации по оказанию первой помощи после контакта.
Но на самом деле опасности нет.

[показать]К нам приплыли безобидные ушастые медузы вида Aurelia aurita. Их еще называют лунными медузами, а по-английски - Moon jelly или Common sea jelly. Это животные, относящиеся к типу кишечнополостных, классу сцифоидные медузы. Их родственниками являются кораллы, актинии и обыкновенная гидра. Кишечнополостные, хоть и относятся к примитивным животным, устроены достаточно сложно. Так, у сцифоидных медуз тело двухслойное (состоит из двух слоев клеток - эктодермы и энтодермы), с хорошо выраженной студенистой мезоглеей, на 98% состоящее из воды. Рот располагается посередине нижней стороны тела, он ведет в глотку, от которой начинается кишечная полость и желудок.

[показать]По краям зонтика расположены многочисленные кооткие щупальца и восемь краевых телец - ропалий. Ропалии являются органами чувств медузы и определяют ее положение в воде и ритм сокращений зонтика. Улавливая инфразвуки, ропалии предупреждают медузу о приближении шторма и позволяют удалиться от него. Возможно, ропалии воспринимают свет. Четыре утолщенных ротовых руки, каждая с центральной бороздой, обрамлены свернутыми губами. Эти губы, свисающие вниз, как заячьи уши, дали одно из названий вида. Половые железы аурелии создают характерный узор, видимый со спины. Они расположены вблизи желудка или радиальных каналов. Аурелию легко отличить от иных медуз именно по половым железам - четырем сине-красным или желтым подковообразным образованиям, просвечивающим через купол тела.

Аурелия является одной из самых широко распространенных медуз Мирового океана. Размножается она в умеренных и тропических водах Индийского, Тихого и Атлантического океанов, но встречается гораздо шире. Хотя сцифоидные медузы передвигаются по реактивному принципу, выталкивая воду сокращением купола, но далеко на реактивной тяге уплыть не могут, а поэтому относятся к животным планктона и оказываются там, куда их приносят течения. Зато выжить они могут в самых разных условиях – в диапазоне температур от отрицательных в приполярных водах и до почти 40 градусов Цельсия в лагунах и лужах тропических пляжей, и в воде соленостью всего 6 промилле (в океане соленость 34 промилле, в Красном море – 40). Питается медуза всем, что может захватить своими щупальцами. Основу рациона составляют планктонные рачки, мальки рыб, личинки беспозвоночных. На таком рационе аурелия вырастает до 40 см в диаметре. Самой аурелией питаются морские черепахи, птицы, рыба-луна, более крупные медузы.

[показать]Размножаются ушастые медузы половым путем. Если вам нечем заняться на пляже, то вы можете наловить медуз и разделить их на самок и самцов. Для этого достаточно посмотреть на цвет половых желез – гонад. Медузы с фиолетовыми или розовыми гонадами - самцы, а с желтыми гонадами - самки. Мужские половые клетки выпускаются через ротовое отверстие в воду, после чего попадают в организм самки, где встречают яйцеклетку и оплодотворяют ее. «Маткой» служат углубления в основании щупалец, где оплодотворенное яйцо развивается в подвижную личинку – планулу. Планула выходит в воду, оседает на дно и прикрепляется к субстрату. После этого личинка превращается в одиночный полип.

[показать]

[показать] [показать] [показать]

[показать] [показать] [показать] [показать] [показать]

[показать]

Медузы вернулись к берегам Ирландии
Смертоносные медузы были вновь замечены у берегов Ирландии.

Управление охраны окружающей среды сообщило, что розово-сиреневые жалящие медузы недавно были вновь замечены у берегов Северной Ирландии. Ученые утверждают, что это тот самый вид медуз, который уничтожил 150 000 лососей в прошлом году.

Напомним, что в прошлом году рыбоводческую лососевую ферму в Северной Ирландии буквально атаковали медузы. Они покрыли собой площадь 16 кв. километров. Ковер из лиловых медуз оказался глубиной 10 метров. После атаки медуз лососевая ферма оказалась на грани банкротства.

Но специалисты утверждают, нет никаких признаков того, что катастрофа повторится, сообщает Би-би-си.

Розово-сиреневая жалящая медуза (mauve stinger or mauve blubber – Pelagia noctiluca) – распространена в Тихом и Атлантическом океанах. Как предполагают ученые, медузы начали активно размножаться по причине общего потепления климата и чрезмерного отлова рыбы.

Такие медузы опасны не только для рыб, так же они представляют угрозу здоровью людей: случайное прикосновение может вызвать полный паралич.

Древнегреческие мифы говорят, что жили-были когда-то три сестры Горгоны – Сфено, Эвриала и Медуза. Вот в честь последней и назвали животное. Хорошие были сестры, только при взгляде на них все живое превращалось в камень, и не мудрено – вместо волос у них были шевелящиеся змеи. Да и остальной вид не внушал доверия.

Но вы не бойтесь смотреть на медуз. На самом деле они очень красивы. Причудливые фонарики, люстры, блюдца и зонтики со щупальцами, и все это полупрозрачное, эфемерное, часто окрашенное нежнейшими голубыми, лиловыми, бурыми и розовыми красками. Их медленные грациозные танцы в воде завораживают.

Можно от них и «окаменеть». Правда, не от взгляда, а от прикосновения. Яд медуз парализует неосторожно подплывших к ним рыбок. Но и людям от медуз достается.

Медузы относятся к классу кишечнополостных. Они устроены просто – нечто вроде двухслойного мешка или шапки с подкладкой. Наружный слой клеток соответствует нашей коже, а внутренний слой клеток, подкладка – это рот и желудок. Впрочем, рот – не совсем и рот, поскольку остатки непереваренной пищи тоже удаляются через него.

Более всего у медуз интересны так называемые стрекательные клетки. Все медузы обладают ими. Они выглядят как капсулы, наполненные ядом. Внутри клетки закручена в спираль длинная полая нить, снаружи торчит махонький чувствительный волосок. Чуть тронь его, нить выворачивается из капсулы и втыкается в жертву. По нити впрыскивается яд.

Человек для медузы чересчур крупная добыча, и, в большинстве случаев, ожог медузы не смертелен, хотя и очень неприятен. Однако чем крупнее медуза данного вида, тем хуже последствия от встречи с нею.

Каких же размеров бывают медузы? Самые разные – от булавочной головки до двухметровых гигантов. Хотите конкретные цифры?

В Книгу Гиннеса занесена медуза цианея волосатая, выловленная в северо-западной части Атлантики в 1865 году. Ее шляпка была 2,28 метра в поперечнике, а щупальца простирались на 36,5 метра. То есть, если растянуть щупальца в разные стороны, длина такой медузы составит 75 метров. Это самое длинное животное на Земле!

Щупальца цианеи – это тысячи тонких и липких малиново-бурых нитей. Скопления медуз образуют поля жгучей паутины площадью десятки тысяч квадратных метров. Именно об этой медузе повествуется в красочном рассказе Конан Дойла «Львиная грива». Но рассказ не совсем точен, убить человека цианея вряд ли способна.

Чем дальше от родных берегов к югу, тем больше в море медуз, тем сильнее они жалят. В Средиземном море нас могут «осчастливить» желеобразные создания с такими красивыми именами как хризаора, харибда, котилориза. В 1976 году там впервые появились светящиеся медузы пелагии, контакт с которыми способен вызвать не только жгучую боль, но и шок.

Живут в Средиземном море и физалии – удивительные создания, главный ареал которых находится в более теплых южных морях. Честно говоря, физалия – это не совсем медуза. Это колония из нескольких сотен медуз и полипов, каждый из которых выполняет какую-либо функцию. Одни из них добывают пищу, другие ее переваривают, третьи защищают колонию от врагов. Но внешне это выглядит как отдельный организм.

Организм этот очень красив. Представьте, по морю плывет поплавок размером с голову человека, окрашенный в переливчатые цвета от голубого и синего до лилового и розового. Так и тянет взять его в руки. Но под этим плавательным пузырем находятся 15-20 метров ядоносных щупальцев!

Яд физалии сходен по действию с ядом кобры. Случайное прикосновение к ней вызывает сильнейший ожог, тело покрывается волдырями, набухают лимфатические железы, перехватывает дыхание. Описаны и смертельные исходы. Так что, отправляясь зимой погреться на чужедальних берегах, будьте осторожны...

[522x392]

Kраспедакуста Соверба (Craspedacusta sowerbii Lankaster, 1880), периодически обнаруживается в разных областях России и Европы. Родина этой медузы в пресных водах Южной Америке, но она широко распространилась по Северной Америке, а теперь и Евразии. куда она в стадии яйца или личинки попадает с балластом кораблей, яхт, на лапах чаек и других морских птиц, в аквариумах и т.д. В Инышко, она могла попасть вместе с оборудованием дайверов или яхтами.
Ни малейшего вреда эта медуза человеку причинить не может - ни ожогов, ни аллергии, питается мельчайшими животными - планктоном.
Сейчас наличие медузы, увы, сомнительно - зимы у нас слишком холодные (хотя, например, считается что в реке Инге Тверской области эти медузы образуют постоянные популяции). Но шанс есть - дело в том, что краспедакуста Соверба относится к классу гидроидных типа кишечнополостных, для которых характерно чередование двух поколений — бесполого (полипы) и полового (медузы). Полипы ведут сидячий образ жизни на дне водоемов, при благоприятных условиях отпочковывают медуз, которые, расселяясь, дают начало новым колониям полипов. Вполне возможно, что полипы обитают на дне озера Инышко постоянно, а для развития медуз необходим прогрев воды, который и был в жарком 2004 году. Если это так, они обязательно себя еще проявят).

[показать] [показать]

[349x272]

Коралловые полипы (Anthozoa) – колониальные (реже одиночные) морские организмы. Тело длиной от нескольких миллиметров до одного метра обладает шестилучевой или восьмилучевой симметрией. Из-за того, что оплодотворение у кораллов внутреннее, личинка планула развивается в кишечной полости полипа, образующего яйцеклетки. Стадия медузы отсутствует. Ротовое отверстие соединяется с кишечной полостью глоткой. У полипов одной колонии кишечная полость общая, и пища, добытая одним из полипов, становится достоянием всей колонии. Около 6000 видов коралловых полипов обитают во всех морях с достаточно высокой солёностью; в северных и дальневосточных морях России около 150 видов.

[показать] 5

Коралловые полипы. Верхний ряд, слева направо: мёртвые пальцы, красный коралл, оранжевое морское перо, удивительная виргулярия. Нижний ряд, слева направо: чёрный коралл, цериантус Ллойда, стеклянная роза, гигантский карибский анемон

Некоторые бесскелетные актинии (морские анемоны) служат хорошим примером симбиоза. Они сосуществуют вместе с раками-отшельниками, живя на их раковинах. Рак питается остатками добычи актинии, а взамен переносит её с места на место – в более удачные для охоты места. Другая актиния симбиотирует с рыбой-клоуном. Яркая рыбка, невосприимчивая к яду щупалец, завлекает врагов, а актиния хватает их и поедает. Кое-что перепадает и клоуну. Отдельные актинии доживают (в аквариумах) до 50–80 лет.

[показать] 6

Коралловые полипы. Верхний ряд, слева направо: грибной коралл, протопалитоя, курчавый этерактис, зелёный звёздчатый коралл. Нижний ряд, слева направо: гигантская ковровая актиния, багряная стомфия, земляничный анемон, водяная уртицина

Некоторые колониальные полипы (например, мадрепоровые кораллы) окружают себя массивным известковым скелетом. Когда полип умирает, его скелет остаётся. Колонии полипов, разрастаясь в течение тысячелетий, образуют коралловые рифы и целые острова. Самый крупный из них – Большой Барьерный риф – тянется вдоль восточных берегов Австралии на 2300 км; его ширина составляет от 2 до 150 км. Рифы в местах своего распространения (в тёплых и солёных водах с температурой 20–23 °С) являются серьёзным препятствием для судоходства. Веточки кораллов используют как украшения.

Коралловые рифы представляют собой уникальные экосистемы, в которых находит приют огромное количество других животных: моллюсков, червей, иглокожих, рыб. В ледниковый период коралловые рифы окаймляли многие острова. Затем уровень моря начал подниматься, и полипы со средней скоростью сантиметр в год надстраивали свои рифы. Постепенно сам остров скрывался под водой, а на его месте образовалась мелководная лагуна, окружённая рифами. Ветер приносил на них семена растений. Затем появились животные, и остров превратился в коралловый атолл.

[показать] 7

Коралловый атолл

По одной из гипотез, кишечнополостные произошли от одноклеточных животных в результате нерасхождения дочерних клеток после деления. По другой, они появились из-за многократного

Кишечнополостные – водные (преимущественно морские) одиночные или колониальные животные. Практически все кишечнополостные – хищники, питающиеся планктоном, личинками беспозвоночных и даже мальками рыб. Немногие из них (например, кунина) ведут паразитический образ жизни. В основе классификации типа лежит соотношение между жизненными стадиями медузы и полипа. Примерно 10 000 видов кишечнополостных делятся по наиболее распространённой классификации на три класса: гидроидных, сцифоидных и коралловых полипов. Первые два класса иногда объединяются в подтип медузовых (Medusozoa).

В классе гидроидных (Hydrozoa) доминируют полипы, обычно образующие путём почкования ветвистую колонию из огромного числа особей – гидрантов. От полипов отпочковываются медузы, живущие, как правило, недолго; некоторые виды не образуют медуз.

6–7 отрядов гидроидных разделяются на 4000 видов, встречающихся, в основном, в морях. Большинство обитают на литорали, лишь немногие гидромедузы – глубоководные формы. Некоторые гидроидные (гонионема, португальский кораблик) вызывают сильные ожоги, опасные для человека.

[показать] 1

Гидроидные. Верхний ряд, слева направо: обыкновенная гидра, несравненная кунина (паразитирует на более крупной медузе), калифорнийская аллопора, коленчатая обелия. Нижний ряд, слева направо: огненный коралл, светящаяся кладонема, тихоокеанская порприта, краспедакуста

Гидра – характерный представитель пресноводных полипов – обитает в озёрах, прудах и реках. Цилиндрическое тело подошвой прикреплено к субстрату; на противоположном конце имеется рот, окружённый щупальцами. Оплодотворение внутреннее. Находящиеся в эктодерме интерстициальные клетки способствуют регенерации повреждённых тканей. Гидру можно резать на куски, даже вывернуть наизнанку – всё равно она будет жить и расти. Гидра окрашена в зелёный или бурый цвет; длина тела составляет от 5 мм до 1 см. Срок её жизни составляет лишь один год.

[показать] 2

Гидроидные. Верхний ряд, слева направо: пантахогон, красная кроссота, эвдендриум, крестовичок. Нижний ряд, слева направо: коническая алискера, клеточная митрокома, тубулярия, карибдея

Иногда в отдельный класс выделяются сифонофоры, образующие плавающие на поверхности воды колонии. Отдельные особи, входящие в её состав, различаются внешним видом в зависимости от выполняемых функций. Плавательный пузырь с газом поддерживает колонию в горизонтальном положении, а иногда служит парусом.

[показать] 3

Сифонофоры. Слева направо: португальский кораблик (физалия), прая, плавучая физофора, наномия

Сцифоидные (Scyphozoa), наоборот, выделяются свободноплавающими медузами, размеры которых колеблются от нескольких миллиметров до 2–3 м (цианея); щупальца цианеи вытягиваются в длину до

Всякий, кто хоть раз плавал в Черном (Белом, Японском) море, видел медуз. Самых обычных - ушастых медуз аврелий (Aurelia aurita). В Черном море многочисленны еще медузы-корнероты (Rhizostoma pulmo). У аврелии в колоколе хорошо заметны четыре крупные фиолетовые гонады, а под колоколом - столько же крупных ротовых лопастей. У корнерота тоже четыре ротовые лопасти, только каждая раздвоена. В общем, четырехлучевая симметрия. Она типична для сцифоидных медуз. Однако иногда встречаются особи с тремя, пятью или шестью гонадами и ротовыми лопастями. Аномальная симметрия!

Л.Гершвин из Калифорнийского университета в Беркли решила разобраться в этой аномалии (Gershwin L. // J. Mar. Biol. Assoc. U.K. 1999. V.79. №6. P.993-1000). Она ловила медуз в море, а также работала с разводимыми в неволе - японскими по происхождению Aurelia aurita и местными калифорнийскими Aurelia labiata, кроме того, анализировала еще три вида. Сцифоидные медузы размножаются так: из яйца вылупляется крохотная личинка - планула. Поплавав некоторое время в толще воды, она опускается на дно и становится сидячим полипом, который вскоре начинает делиться, превращаясь в нечто подобное стопке малюсеньких блюдечек на ножке. Блюдечки одно за другим, по два-три каждые сутки, отделяются (этот процесс называется стробиляцией) и расплываются. Название у них красивое - эфиры. Каждая эфира - это уже медуза, только недоразвитая. Она претерпевает метаморфоз и превращается в молодую медузу. Все эфиры от одного полипа генетически идентичны, как однояйцевые близнецы. И симметрию эфира сохраняет на всю жизнь. Прекрасная модель для исследования генетических закономерностей аномальной симметрии!

Гершвин ловила медуз A.labiata в море у южной Калифорнии и определяла их симметрию. У Лонг-Бич аномальными оказалось около 10% медуз: 10.8% самцов и 9.1% самок. Среди самцов, кроме обычных тетрамерных, часто попадались пента- и гексамерные, среди самок - в основном гексамерные. 10% аномальных особей - это очень много (как если бы каждый десятый встречный на улице был с тремя глазами!). Но у Ньюпорт-Бей аномальных медуз было меньше 5% (в один год чаще попадались тримерные, в другой - пента- и гексамерные), а у Сан-Диего из 241 медузы все были нормальными! Хотя расстояние между этими пунктами всего в полсотни миль. Примерно такая же картина наблюдалась и у других видов медуз.

Медуза Aurelia aurita, вид снизу (а); образование эфир (эф) у аврелии (б); медуза Rhizostoma pulmo, вид сбоку (в); схема образования медуз с трех-, четырех- (норма), пяти- и шестилучевой симметрией из эфир, отрожденных одним и тем же полипом (г)

В аквариуме среди эфир, отделившихся от одного и того же полипа, встречались все варианты симметрии - от трех- до шестилучевой. Еще сильнее менялось число органов чувств - ропалиев (в норме их 8) и краевых лопастей (в норме 16). У эфир от одного полипа количество ропалиев колебалось от 4 до 12. Доля аномальных особей у родившихся в аквариуме A.aurita составляла 12.3%, у Pelagia colorata 11.3%. По литературным данным, частота аномальных особей у аврелий колеблется от полутора до 20-25%. Эти мутанты - не “безнадежные уроды”, они живут и размножаются!

Получение потомства от аномальных (шестилучевых) аврелий оказалось задачей, гораздо более трудной, чем от обычных, но Гершвин это удалось. Одну линию она поддерживала 4.5 мес. Сначала почти все эфиры (88.9%) были аномальными, через 2 мес. их доля в новорожденном потомстве снизилась до половины (50.9%), а к концу опыта до 29%. Ни пониженная температура, ни химический стресс (действие йода) не влияли на симметрию, хотя оба фактора воздействовали на отделение и метаморфоз эфир. Вывод ясен: аномальная симметрия - следствие случайной и чисто генетической изменчивости, не зависящей от факторов среды. Жизнеспособность таких медуз понижена, но они имеют какой-то механизм саморемонта, так что со временем положение нормализуется. Однако мутации возникают снова и снова с такой периодичностью, что стабилизирующий отбор не успевает убирать аномальных животных, и частота появления мутантов остается хоть и сильно изменчивой, но достаточно высокой.

Механизмы поддержания стабильности, вероятно, сильно различаются у разных видов животных с радиальной симметрией. Например, самая обычная мелководная морская звезда в водах нашего Приморья - патирия (Patiria pectinifera) - обычно имеет пять лучей, но нередки звезды с четырьмя и шестью лучами, попадаются с тремя и с семью. Так же изменчиво число лучей у тропических звезд рода Linckia. А вот крупные красивые морские