Naukowcy wskrzeszają martwe pająki jako roboty z pazurami

Po co zawracać sobie głowę projektowaniem własnych robotów, skoro można ponownie wykorzystać stworzoną przez siebie naturę?

Taki był proces myślowy stojący za projektem badawczym inżynierów z Rice University, którzy z powodzeniem zamienili martwe pająki w pazury robota. Naukowcy nazwali swoją nową dziedzinę badań „mikrobiologią” i twierdzą, że może ona stworzyć tanie, wydajne i biodegradowalne alternatywy dla obecnych systemów robotycznych.

Dlaczego więc pająki? Cóż, podczas gdy ludzie poruszają kończynami za pomocą par antagonistycznych mięśni, takich jak biceps i triceps, nogi pająków mają tylko jeden mięsień zginaczy, który przyciąga nogę do wewnątrz. Jest to przeciwieństwo systemu hydraulicznego: komora w środku ciała pająka (znana jako prosoma), która wypycha płyn, aby otworzyć nogę, z oddzielnymi zaworami pozwalającymi zwierzęciu na niezależne kontrolowanie każdej kończyny. Nawiasem mówiąc, dlatego pająki zawsze zwijają się, gdy umierają; W systemie nie ma nacisku, aby przeciwstawić się mięśniom zginaczy nóg.

Uzbrojony w tę wiedzę zespół z Rice University odkrył, że mogą sztucznie obsługiwać ten układ hydrauliczny, po prostu wbijając igłę w prosomę martwego pająka, wpychając i wypychając powietrze, aby otwierać i zamykać nogi pająka jak arkadowa maszyna pazurowa.

Możesz obejrzeć film z ich pracy w akcji poniżej:

Daniel Preston z George’a R. komunikat prasowy. Pająki mogą podnieść ponad 130 procent masy ciała i przejść przez 1000 cykli otwierania i zamykania, zanim stawy ulegną degeneracji.

Zespół z Rice University kierowany przez absolwentkę Faye Yap Opublikuj artykuł opisujący ich pracę w magazynie zaawansowane nauki. Zauważają w nim, że ludzkość ma długą historię ponownego wykorzystywania szczątków martwych organizmów do nowych celów – od skór zwierzęcych noszonych jako odzież, przez ostrzone kości, po groty strzał i narzędzia. W tym kontekście przekształcenie martwego pająka w robota nie jest tak dziwne, jak mogłoby się początkowo wydawać.

Naukowcy zauważają również, że robotyka często czerpie inspirację ze świata przyrody, naśladując Lepka powierzchnia stóp gekona lub faluje rybi ogon, na przykład. Ale powiedzieli, po co kopiować, kiedy można ukraść? Zwłaszcza, gdy Matka Natura naprawdę wykonała ciężką pracę nad opracowaniem skutecznych mechanizmów przez miliony lat ewolucji.

Jak napisali w artykule: „Koncepcja kucyków zaproponowana w tej pracy wykorzystuje unikalne projekty stworzone przez naturę, które mogą być złożone lub nawet sztucznie niemożliwe do odtworzenia”.

Zdjęcie: Preston Innovation Lab/Rice University

Grupa zamówiła przedmioty testowe w firmie zajmującej się zaopatrzeniem w materiały biologiczne, Raporty Gizmodo, co przysporzyło problemów kolegom z arachnofobią. Jak powiedział Preston of Rice Publishing: „Jeden z pracowników zatrudnionych w naszym biurze nie przepada za pająkami. Musieliśmy więc dzwonić do recepcji za każdym razem, gdy dostawaliśmy kolejną dostawę, abyśmy mogli wykorzystać ją w projekcie i powiadomić ich o tym”.

Praca jest na razie zasadniczo dowodem koncepcji, ale Preston powiedział, że może mieć wiele przyszłych zastosowań. „Istnieje wiele zadań typu pick-and-place, na które możemy spojrzeć, powtarzających się zadań, takich jak sortowanie lub przenoszenie rzeczy na tak małą skalę, a może nawet takich rzeczy, jak montaż mikroelektroniki” – powiedział w komunikacie prasowym.

Innym zastosowaniem, powiedział Yap, może być zbieranie okazów od zwierząt w naturze, ponieważ porywacz pająków jest „z natury zakamuflowany”.