Środa 27.07.2022

Pająki zombie? Naukowcy zamieniają martwe pająki w „nekroboty”, które mogą służyć jako mechaniczne chwytaki

Dla niektórych może to brzmieć jak horror. Dla innych to fascynująca mieszanka robotyki i świata przyrody. Inżynierowie z Rice University znaleźli sposób na przekształcenie ciał martwych pająków w nekrobotyczne chwytaki. Zespół ma nadzieję, że pajęczy chwytak znajdzie zastosowanie w mikroelektronice.



Inżynierowie mechanicy z Rice University znaleźli sposób na przekształcenie ciał zmarłych pająków w nekrobotyczne chwytaki. (Źródło: Preston Innovation Laboratory/Rice University)Inżynierowie mechanicy z Rice University znaleźli sposób na przekształcenie ciał zmarłych pająków w nekrobotyczne chwytaki. (Źródło: Preston Innovation Laboratory/Rice University)

Kiedy studentka inżynierii mechanicznej Faye Yap zobaczyła martwego pająka zwiniętego w kłębek w korytarzu, zaczęła się zastanawiać, czy można go wykorzystać jako element robotyki.

Przekształcenie martwych pająków w mechaniczne chwytaki może dla niektórych osób brzmieć jak koszmar, ale może mieć wymierne korzyści. Pajęcze nogi mogą mocno i miękko chwytać duże, delikatne i nieregularne przedmioty, nie łamiąc ich. Tak więc, we współpracy z inżynierem mechanikiem Danielem Prestonem, Yap i jej koledzy z Rice University odkryli sposób na rozwinięcie nóg martwego pająka, by te mogły chwytać przedmioty.
Nazwali ten nowy rodzaj robotyki „nekrorobotyką”. Co dziwne, pajęcze nogi poruszają się za pomocą ciśnienia hydraulicznego – mają tak zwaną komorę prosoma, która znajduje się w pobliżu głowotułowia. Komora ta wysyła wewnętrzny płyn ustrojowy (hemolimfa) do nóg, powodując ich wydłużenie.

Zespół włożył więc igłę do komory prosoma pająka i utworzył uszczelnienie wokół czubka igły za pomocą kleju. Wystarczyło wycisnąć mały podmuch powietrza przez strzykawkę, aby aktywować nogi pająka, osiągając pełny zakres ruchu w mniej niż jedną sekundę.

„Wzięliśmy pająka, umieściliśmy w nim igłę, nie wiedząc, co się stanie”, mówi Yap w filmie na stronie Rice University.

Zespół był w stanie sprawić, że martwy pająk chwycił małą kulkę i wykorzystał ten eksperyment, aby określić szczytową siłę chwytu wynoszącą 0,35 miliniutona.

Następnie zademonstrowali użycie martwego pająka do podnoszenia delikatnych przedmiotów i elektroniki, w tym usunięcie zworki przymocowanej do elektrycznej płytki stykowej, a następnie do przesunięcia bloku pianki poliuretanowej. Wykazali również, że pająk może udźwignąć ciężar innego pająka mniej więcej tej samej wielkości.

Ponieważ pająki wydłużają nogi, wywierając ciśnienie hydrauliczne, kiedy umierają, układ hydrauliczny przestaje działać. Zginacze nóg pająka przechodzą w rigor mortis, ale ponieważ mięśnie pracują tylko w jednym kierunku, pająk się zwija.

Podczas gdy produkcja większości komponentów robotycznych wykonanych przez człowieka jest dość skomplikowana, pająki są już w swojej naturze skomplikowane i (niestety dla arachnofobów) jest ich pod dostatkiem.

„Koncepcja nekrorobotyki zaproponowana w tej pracy wykorzystuje unikalne projekty stworzone przez naturę, które mogą być skomplikowane lub nawet niemożliwe do sztucznego powielenia” – piszą naukowcy w swoim artykule.

Pająki są również biodegradowalne, więc używanie ich jako części robota ograniczyłoby ilość odpadów w robotyce.

„Jedną z aplikacji, do której możemy to wykorzystać, jest mikromanipulacja, która może obejmować takie rzeczy, jak urządzenia mikroelektroniczne” – mówi Preston. Jedną z wad „pajęczego chwytaka” jest to, że zaczyna on ulegać zużyciu po dwóch dniach lub po 1000 cyklach otwierania i zamykania.

„Uważamy, że możemy temu zaradzić, stosując powłoki polimerowe” – wyjaśnia Preston.

To badanie zostało opublikowane w Advan.

Ekologia.pl (JSz)

Bibliografia

  1. Mike Williams; “Rice engineers get a grip with ‘necrobotic’ spiders”; rice.edu; 2022-07-27
Ocena (5.0) Oceń: