科学者たちは、マイクロエレクトロニクスを組み込むことでバイオニッククラゲを開発し、より速く泳いだりデータを収集したりできるようにした。
気候変動を監視するために使われる可能性がある。
SFのように聞こえるかもしれないが、研究者たちは、世界の海を監視・探査するためにこの至る所に生息する海洋無脊椎動物にマイクロエレクトロニクスを組み込み、バイオニッククラゲを開発した。
研究者によると、小型の人工装具によって、クラゲは3倍速く、より効率的に泳げるようになったが、動物に目立ったストレスは生じなかったという。クラゲには脳、中枢神経系、痛覚受容器がない。
今後は、クラゲの移動先を制御する方法を試験し、水温、塩分濃度、酸性度、酸素レベル、栄養塩、微生物群集といった海洋環境を長期間測定できる極小センサーを開発する予定だ。さらに、極小カメラを搭載することも構想している。
「非常にSF的で未来的です」と、スタンフォード大学の生物工学者ニコル・シュー氏は語った。同氏は、今週『Science Advances』誌に掲載された研究の共著者でもある。「このバイオニッククラゲを海洋の異なる地域に送り込み、気候変動の兆候を監視したり、自然現象を観察したりできます。」
当初の目標は深海潜航になる。大深度での測定は海洋理解における大きなギャップであるため、とカリフォルニア工科大学の機械工学教授で、本研究のもう一人の共著者であるジョン・ダビリ氏は付け加えた。
「基本的には、バイオニッククラゲを海面で放ち、徐々に深度を増しながら泳がせ、どこまで深く潜らせた上で、データを持って海面に戻ってこられるかを確かめたいと考えています」とダビリ氏は付け加えた。
この研究では、ムーンクラゲと呼ばれる一般的な種類のクラゲが用いられた。直径は4～8インチ（10～20センチ）である。
クラゲは、筋肉を収縮させて傘状の体を閉じ、その後弛緩させることで水中を進む。人工装具は基本的にチップ、バッテリー、そして筋肉を刺激する電極からなり、ペースメーカーが心拍数を調整する仕組みと同様に、クラゲの体をより頻繁に脈動させる。人工装具の直径は8分の1インチ（2センチ）である。
クラゲはストレスを受けると粘液を分泌することが知られている。研究中にそのような反応は見られず、人工装具を外した後は通常どおり泳いだという。
「クラゲを傷つけないよう配慮しています」とダビリ氏は述べた。
ダビリ氏によると、衛星や、サイルドローンと呼ばれるロボット帆船など、海面付近の海洋を調査するための既存技術は数多くある。
しかし、深度約65フィート（20メートル）を超えると海洋に関する知見は減少し、研究者は船舶から投入される機器（運用コストが高い）に頼るか、エネルギー貯蔵の制約により通常は1日程度の運用に限られる小型の水中ビークルを用いるしかないとダビリ氏は付け加えた。
「クラゲは5億年以上も前から存在しており、その間に体の構造はほとんど変わっていません。そのため、なぜ彼らが特別な存在なのか、そしてそこから何を学べるのかを解明することは興味深いことです」とシュー氏は述べた。
「私たちは自然な遊泳運動をする動物を利用するため、潜水艦のように環境を乱すことはないと期待しています。そのため、監視できる環境の種類を広げることができるのです」と同氏は付け加えた。
