Naukowcy zamieniają martwe pająki w „roboty śmierci” i boimy się

Gdy Fei Yap, absolwentka inżynierii mechanicznej, zobaczyła martwego pająka zwiniętego w kłębek w korytarzu, skłoniło ją to do zastanowienia się, czy można go wykorzystać jako przedmiot robota.

Zamiana martwych pająków w mechaniczne uchwyty może być dla niektórych przerażającym scenariuszem, ale może przynieść wymierne korzyści. Pajęcze nogi mogą mocno i miękko chwytać duże, delikatne i nieregularne przedmioty, nie łamiąc ich.

Dlatego we współpracy z inżynierem mechanikiem Danielem Prestonem, Yapem i kolegami z Rice University Odkryć Sposób na rozwarcie nóg martwego pająka wilka i chwytanie przedmiotów.

Nazwali ten nowy typ robota „mikrobami”.

Co dziwne, pajęcze nogi nie mają mięśni, które mogłyby się rozciągać, ale zamiast tego poruszają nogami za pomocą ciśnienia hydraulicznego – mają tak zwaną komorę prosoma lub Cephalothoraxktóre kurczą się, co powoduje, że wewnętrzne płyny ustrojowe są w górę ich nóg, powodując ich rozciąganie.

Tak więc zespół włożył igłę do komory prosoma pająka i zapieczętował czubek igły kulką superkleju. Wystarczyło wycisnąć mały podmuch powietrza przez strzykawkę, aby aktywować nogi pająka, osiągając pełny zakres ruchu w mniej niż sekundę.

Yap mówi w wideo Na stronie Uniwersytetu Ryżowego.

„Doceniliśmy to, gdzie chcieliśmy wbić igłę. A kiedy to zrobiliśmy, zadziałało, za pierwszym razem, od razu. Nawet nie wiem, jak to opisać, ten moment.”

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

Następnie zademonstrowali użycie martwego pająka do podnoszenia delikatnych przedmiotów i elektroniki, w tym sprawienie, że to sprzęgło gruntowe usunie przewód przymocowany do zworki elektrycznej, a następnie przesunie blok pianki poliuretanowej.

Wykazali również, że pająk może unieść ciężar innego pająka mniej więcej tej samej wielkości.

(Laboratorium Innowacji Preston/Rice University)

Ponieważ pająki wydłużają nogi, wywierając na nie ciśnienie hydrauliczne CephalothoraxKiedy umierają, układ hydrauliczny już nie działa. Wchodzą mięśnie zginaczy nóg pająka okrucieństwo śmierciale ponieważ mięśnie pracują tylko w jednym kierunku, pająk zwija się.

Podczas gdy większość komponentów robotów stworzonych przez człowieka jest bardzo skomplikowana w produkcji, pająki są rzeczywiście złożone (niestety ze względu na arachnofobię) i są dostępne w obfitości.

„Koncepcja maskarady zaproponowana w tej pracy wykorzystuje unikalne projekty stworzone przez naturę, które mogą być złożone lub nawet sztucznie niemożliwe do powielenia” – twierdzą naukowcy w swoich badaniach. papier.

Pająki są również biodegradowalne, więc używanie ich jako części robotów zmniejszy ilość odpadów w robotach.

„Jedną z aplikacji, w której możemy to zobaczyć, jest mikromanipulacja, która może obejmować takie rzeczy jak urządzenia mikroelektroniczne” Mówi Preston w filmie.

Jedną z wad sprzęgła martwego pająka jest to, że zaczyna on ulegać zużyciu po kilku dniach lub po 1000 cyklach otwierania i zamykania.

„Uważamy, że jest to związane z problemami z suchymi złączami. Uważamy, że możemy to przezwyciężyć, stosując powłoki polimerowe”, wyjaśnić Prestona.

Naukowcy eksperymentowali z powlekaniem wilczych pająków woskiem pszczelim i odkryli, że spadek ich masy był 17 razy mniejszy niż w przypadku pająka niepokrytego w ciągu 10 dni, co oznacza, że ​​zatrzymuje więcej wody, a jego układ hydrauliczny może działać dłużej.

To badanie zostało opublikowane w zaawansowana nauka.