都知道火車提速，那你聽說過水母提速嗎？
最近，來自加州理工和斯坦福大學的工程師們對水母做了奇怪的事情：通過簡單的“電子改裝”，它們讓水母游泳速度大增，提高到了平時的三倍。這些改裝水母還登上了《科學進展》期刊的封面[1]。
給水母提速，這是要幹什麼？水母能樂意嗎？
提速後（上）VS提速前（下），3倍速回放 | caltech
如何為水母提速
這項研究選擇了海月水母（Aurelia aurita）作為改造對象。簡單說，研究者們的改造就像是給水母植入了 “起搏器”，只不過它控制的不是心跳，而是水母游泳的頻率。
水母通過環形肌肉的收縮來控制游泳。當收到來自神經起搏點的信號時，肌肉帶動整個傘體內腔收縮，將傘體內的水噴出，為水母提供向前運動的推力。而外來的電流刺激同樣可以激活這一動作。
研究者為水母植入的控制器組件包括電子起搏器、鋰電池和兩個電極，以及便於觀察電流脈衝的LED燈。控制器通過一根木刺插入水母的傘體中進行固定，兩個電極嵌入傘形邊緣的肌肉組織中。
因為嘗試粘合劑失敗，研究者用木籤進行了一些簡單粗暴的固定 | Nicole W. Xu and John O. Dabiri
在脈衝電流的刺激下，水母的運動頻率加快，游泳速度也有了明顯的提升：從秒速2釐米提高到了每秒4-6釐米，最快時速度將近是原來的3倍。
在大幅提速的同時，“改裝水母”的能量消耗並沒有增加太多。耗氧量的測量數據顯示，提速後的水母移動單位距離消耗的能量只上升到了原來的2倍。
為啥要這樣？
水母遊得好好的，為什麼要讓人家提速？研究者的目標是借用水母製造更高效的水下探測器。
此前，工程師們利用人造材料製造了很多仿生水下機器人，它們可以游出與生物相近的速度，但能耗和生物相比還是太高了。既然如此，為何不試試直接利用生物？這樣一來，電子起搏器的部分只需要10毫瓦功率就夠了，製作成本也只需要幾美元。根據論文，這種“電子改裝水母”的能效比現有的水下機械機器人高出了10-1000倍。
目前人類勘測到的水域只是海洋的很小的一部分，現有的基於船舶的勘測技術效率非常有限並且造價昂貴，而水母在很大範圍內的深度、鹽度、溫度、氧濃度的海域中都能存活，具有成為“海洋勘探員”的潛質。
期刊封面圖對“改裝水母”監測海洋展開了暢想 | Science Advance
等等！水母沒事嗎？
聽起來似乎有點道理，但愛水母人士想必還是會提出反對：這麼折騰水母，它們真的沒事嗎？
海月水母：欺負我沒腦子是不是？| Alexander Vasenin/Wikipedia
對此，論文作者倒是也進行了一番解釋。首先，水母並沒有大腦或疼痛感受器，安裝控制器的過程看起來並不會對水母產生太大傷害，而且傷口可以在數天後癒合。其次，在實驗中，他們密切觀察了水母的變化，結果並沒有發現應激分泌粘液的跡象。取下控制器後，水母們也能恢復到平時正常的游泳速度。
而下一步的問題，大概就是如何讓水母按照研究者希望的方向游泳了。
參考文獻
[1] https://advances.sciencemag.org/content/6/5/eaaz3194/tab-article-info
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