طراحی پهپادی جدید برای جمع‌آوری DNA ریخته شده از موجودات + فیلم

به گزارش خبرنگار گروه دانش و فناوری خبرگزاری آنا، اگر می‌خواهید بدانید که کدام حیوانات در یک مکان مشخص وجود دارند، یک راه خوب برای پیدا کردن این موضوع این است که به دنبال DNA ریخته شده آن‌ها بگردید. از این رو برای کمک به دانشمندان یک نوع پهپاد جدید طراحی شده است که با چسبیدن به شاخه‌های درخت این کار را انجام می‌دهد.

حیوانات در طول زندگی خود DNA را از طریق مدفوع، پوست خشک شده و سایر مواد ژنتیکی در محیط پراکنده می‌کنند. بنابراین، دانشمندان با بررسی این موضوع که چه نوع از این «DNA‌های محیطی» (eDNA) در نمونه‌های آب، خاک یا هوا وجود دارند، می‌توانند تعیین کنند که کدام گونه در منطقه وجود دارد.

در میان بسیاری از کاربرد‌های دیگر این روش، اخیراً شاهد استفاده از تجزیه و تحلیل eDNA برای بررسی کوسه‌های سفید بزرگ در نزدیکی سواحل، مستندسازی اکوسیستم یخ‌زده ماقبل تاریخ و حتی جستجو برای هیولای دریاچه هستیم.

البته، مواد ژنتیکی موجود در هوا به طور نامحدود در هوا باقی نمی‌مانند و پس از مدتی روی سطوحی مانند شاخه‌ها می‌نشینند. با این حال، جمع‌آوری eDNA از شاخه‌هایی که در بالای تاج جنگل قرار دارند، می‌تواند با دست بسیار سخت و زمان‌بر باشد. اینجاست که پهپاد وارد عمل می‌شود.

این پهپاد که به عنوان eDrone شناخته می‌شود، توسط دانشمندان مؤسسه تحقیقاتی ETH زوریخ و موسسه فدرال سوئیس با همکاری شرکت SPYGEN توسعه یافته است.

کوادکوپتر با استفاده از یک دوربین تشخیص عمق و سنسور‌های دیگر، به طور مستقل راه خود را به سمت شاخه هدف شروع می‌کند سپس روی آن شاخه فرود می‌آید و قفسی را در قسمت زیرین آن به برگ‌ها (یا سوزن ها) فشار می‌دهد. با انجام این کار، هر ماده ژنتیکی که روی شاخه وجود دارد به نوار‌های چسبی روی قفس می‌چسبد.

حسگر‌های نیرو موجود در این قفس برای ارزیابی میزان انعطاف پذیری هر شاخه استفاده می‌شود و به پهپاد اجازه می‌دهد با عدم اعمال فشار زیاد یا کم، فرود پایداری داشته باشد. پس از تکمیل فرآیند نمونه‌برداری، eDrone خود را به زمین بازمی‌گرداند، جایی که دانشمندان می‌توانند eDNA جمع‌آوری‌شده را بازیابی کنند.

در آزمایش‌هایی که تاکنون انجام شده، این پهپاد بر روی هفت گونه درخت مورد استفاده قرار گرفته است که از آن‌ها ۲۱ گروه eDNA  مختلف از موجودات را جمع‌آوری کرده است. این پهپاد اکنون برای استفاده در یک مسابقه بین‌المللی آماده می‌شود، که در آن گروه‌ها ۲۴ ساعت فرصت خواهند داشت تا هرچه بیشتر گونه‌های ممکن را در ۱۰۰ هکتار (۴۰ هکتار) از جنگل‌های بارانی سنگاپور شناسایی کنند.

اخیرا مقاله‌ای در مورد این تحقیق که توسط پروفسور استفانو مینچف هدایت می‌شود، در مجله Science Robotics منتشر شده است. در ویدیوی زیر می‌توانید  نحوه عملکرد پهپاد eDrone را برای جمع آوری DNA  ریخته شده از موجودات مختلف مشاهده کنید: