Bilim İnsanları Okyanus Derinliklerini Keşfetmek için Siborg Denizanası Geliştiriyor

İklim değişikliği okyanus sularını ısıtarak atmosferden emilen karbondioksit nedeniyle asidik hale getiriyor. Bu durum pek çok deniz canlısını tehdit ederken, söz konusu değişimlerin izlenmesi kritik önem taşıyor fakat en derin sulara ulaşmak oldukça maliyetli ekipmanlar gerektiriyor. Buna karşın ay denizanası (moon jellyfish) bu derinliklere yüzebildiği için derin okyanus araştırmalarında önemli bir müttefik olabilir.

Colorado Boulder Üniversitesi’nden (CU Boulder) araştırmacılar, sıcaklık, asidite ve diğer temel verileri toplamak amacıyla küçük mikroelektronik cihazlarla donatılmış “siborg” denizanaları geliştirdi. Ekibi yöneten mühendis Nicole Wu, hibrit sistemlerin daha iyi çalışması için denizanalarının yüzme biyomekaniğini incelemeye başladı. Çalışmalarında, denizanalarının yüzme hareketleriyle oluşturduğu akış desenlerini analiz etmek için biyolojik olarak parçalanabilir nişasta bazlı parçacıklar kullandı. Araştırmanın sonuçları Physical Review Fluids dergisinde yayımlandı.

Biyohibrit Canlılar ve Önceki Çalışmalar

Biyohibrit yaratıklar uzun süredir bilim dünyasında araştırılıyor. Örneğin 1990’larda araştırmacılar, hamamböceklerinin antenlerine küçük elektrotlar yerleştirerek elektrik akımı ile yönlendirme girişimlerinde bulundu. Amaç, söz konusu canlıları arama-kurtarma görevlerinde hibrit robotlar olarak kullanmaktı.

2015’te Texas A&M Üniversitesi’nden bilim insanları, hamamböceğinin ön bacaklarını kontrol eden gangliona elektrot yerleştirerek denemeler yaptı. Böcekler küçük sırt çantalarıyla donatıldı ve uzaktan kumanda aracılığıyla %60 oranında başarıyla yönlendirilebildi.

2021’de Singapur’daki Nanyang Teknoloji Üniversitesi’nden araştırmacılar, Madagaskar cızırtılı hamamböceklerini “siborg” haline getirdi. Elektrotlar, duyusal organlar olan cerci bölgelerine yerleştirilerek küçük bilgisayarlara bağlandı. Elektrik akımı uygulandığında böceklerin %94 oranında başarıyla yönlendirildiği gözlendi.

Bu yılın başlarında ise Japon araştırmacılar, erkek ağustos böceklerinin ses organlarına elektrotlar bağlayarak onları “çalgıcı siborg böceklere” dönüştürdü. Araştırma kapsamında elektrotlar sayesinde ağustos böcekleri, Pachelbel’in Canon eserini oluşturan notaları üç oktavdan fazla bir aralıkta üretebildi. Amaç, gelecekte bu tür siborg böceklerin acil durumlarda uyarı sinyalleri yaymasıydı.

Siborg Denizanası ile Yeni Araştırmalar

Nicole Wu, ilk siborg denizanasını 2020 yılında Massachusetts eyaletindeki Woods Hole kıyılarında test etti. Sistemi, kalp pili mantığına benzeterek denizanalarının yüzme kaslarını elektriksel olarak uyararak kasılmalarını sağladı. Böylece denizanaları istenilen yöne yönlendirilebiliyordu. Wu, “Ay denizanalarının yüzme şekli gerçekten özel. Dünyadaki en enerji verimli canlılardan biri olarak kabul ediliyorlar. Biz de bunu daha enerji verimli, yeni nesil su altı araçları geliştirmek için açığa çıkarmak istiyoruz.” dedi.

Wu ve ekibine göre denizanalarının yüzme hareketlerinin oluşturduğu girdapların ve su akışlarının anlaşılması çok önemli. Bu amaçla parçacık görüntülemeli hız ölçümü (PIV) yöntemi kullanılıyor. PIV, suya karıştırılan izleyici parçacıkları lazer ışığıyla aydınlatarak akışın görselleştirilmesini sağlıyor. Normalde kullanılan izleyici parçacıklar, cam kürecikler, polistiren boncuklar, alüminyum pullar veya özel kaplamalı sentetik granüller oluyor. Ancak bunlar oldukça pahalı (pound başına 200 dolara kadar) ve sağlık ile çevre açısından riskler barındırıyor.

Bunun yerine Wu, biyolojik olarak parçalanabilir nişasta bazlı seçenekleri inceledi. Mısır nişastası, okyanus kökü nişastası, kabartma tozu, jojoba boncukları ve ceviz kabuğu tozu üzerinde testler yapıldı. Parçacıklar denizanası ile dolu tanklara bırakıldı ve PIV sistemiyle hareketleri takip edildi. Boyut, yoğunluk ve lazer ışığını yansıtma özellikleri karşılaştırıldı.

Sonuçlarda mısır nişastası ve okyanus kökü nişastası, PIV uygulamaları için en uygun parçacıklar olarak öne çıktı. Okyanus kökü nişastası lazer ışığı yansıtma konusunda daha başarılı olurken, mısır nişastası daha büyük parçacık gerektiren deneylerde üstün performans gösterdi. Her iki seçenek de yaygın kullanılan sentetik PIV parçacıklarıyla aynı düzeyde akış yapılarının görselleştirilmesini sağladı.

‍

‍

‍

‍

Kaynak: https://arstechnica.com/science/2025/08/scientists-are-building-cyborg-jellyfish-to-explore-ocean-depths/