Oamenii de știință transformă păianjenii morți în „necroboți” și ne este atât de speriat

Când Faye Yap, o studentă absolventă în inginerie mecanică, a văzut un păianjen mort ghemuit pe hol, a făcut-o să se întrebe dacă ar putea fi folosit ca componentă robotică.

Transformarea păianjenilor morți în gheare mecanice poate fi ideea unora despre un scenariu de coșmar, dar ar putea avea beneficii tangibile. Picioarele de păianjen pot prinde ferm și ușor obiecte mari, delicate și de formă neregulată, fără a le rupe.

Astfel, în colaborare cu inginerul mecanic Daniel Preston, Yap și colegii săi de la Universitatea Rice descoperit o modalitate de a desfășura picioarele unui păianjen lup mort și de a apuca obiecte.

Ei au numit acest nou tip de robotică „necrobotică”.

În mod ciudat, picioarele de păianjen nu au mușchi pentru extensie, ci în schimb își mișcă picioarele prin presiune hidraulică – au ceea ce se numește o cameră prosoma sau cefalotoracecare se contractă, trimițând fluidul intern al corpului în picioarele lor, făcându-le să se extindă.

Așa că echipa a introdus un ac în camera de prosoma a păianjenului și a creat un sigiliu în jurul vârfului acului cu un glob de superglue. Strângerea unui mic suflu de aer prin seringă a fost suficient pentru a activa picioarele păianjenului, realizând o gamă completă de mișcare în mai puțin de o secundă.

„Am luat păianjenul, am pus acul în el, fără să știm ce se va întâmpla”, spune Yap într-un video pe site-ul Universității Rice.

„Aveam o estimare a locului în care doream să punem acul. Și când am făcut-o, a funcționat, prima dată, de la început. Nici nu știu cum să-l descriu, acel moment.”

Echipa a reușit să determine păianjenul mort să adere la o minge mică și a folosit acest experiment pentru a determina o forță de prindere maximă de 0,35 milinewtoni.

Ei au demonstrat apoi utilizarea unui păianjen mort pentru a ridica obiecte delicate și electronice, inclusiv ca această gheară necrobotică să îndepărteze un fir jumper atașat de o placă electrică, apoi să mute un bloc de spumă de poliuretan.

De asemenea, au arătat că păianjenul ar putea suporta greutatea altui păianjen de aproximativ aceeași dimensiune.

(Preston Innovation Lab/Universitatea Rice)

Deoarece păianjenii își întind picioarele exercitând presiune hidraulică din partea lor cefalotorace, cand mor, sistemul hidraulic nu mai functioneaza. Mușchii flexori ai picioarelor păianjenului intră în rigor mortisdar, din moment ce mușchii lucrează doar într-o direcție, păianjenul se învârte.

În timp ce majoritatea componentelor robotice create de om sunt destul de complexe de realizat, păianjenii sunt deja complexi și (din păcate pentru arahnofobi) sunt din abundență.

„Conceptul de necrobotică propus în această lucrare profită de modelele unice create de natură, care pot fi complicate sau chiar imposibil de reprodus artificial”, afirmă cercetătorii în cadrul lor. hârtie.

Păianjenii sunt, de asemenea, biodegradabili, așa că folosirea lor ca piese de robot ar reduce cantitatea de deșeuri în robotică.

„Una dintre aplicațiile pentru care am putea vedea că este folosită este micro-manipularea și care ar putea include lucruri precum dispozitive micro-electronice”, spus Preston în videoclip.

Un dezavantaj al clemei Dead Spider este că începe să se uzeze după două zile sau după 1000 de cicluri de deschidere și închidere.

„Credem că acest lucru este legat de problemele de deshidratare a articulațiilor. Credem că putem depăși acest lucru prin aplicarea de acoperiri polimerice”, Explica Preton.

Cercetătorii au experimentat acoperirea păianjenilor lup în ceară de albine și au descoperit că scăderea sa în masă a fost de 17 ori mai mică decât cea a păianjenului neacoperit timp de 10 zile, ceea ce înseamnă că a reținut mai multă energie apă și că sistemul său hidraulic ar putea funcționa mai mult.

Acest studiu a fost publicat în Științe avansate.