Vědci oživují mrtvé pavouky jako roboty s drápy

Proč se obtěžovat navrhováním vlastních robotů, když můžete znovu použít přírodu, kterou jste vytvořili?

To byl myšlenkový proces za výzkumným projektem inženýrů z Rice University, kteří úspěšně proměnili mrtvé pavouky v robotické drápy. Vědci nazvali svůj nový výzkumný obor „mikrobiologie“ a říkají, že by mohl vytvořit levné, účinné a biologicky odbouratelné alternativy k současným robotickým systémům.

Proč tedy pavouci? Zatímco lidé pohybují končetinami pomocí párů antagonistických svalů, jako jsou bicepsy a tricepsy, pavoučí nohy mají pouze jeden flexorový sval, který táhne nohu dovnitř. To je v protikladu k hydraulickému systému: komora ve středu těla pavouka (známá jako prosoma), která vytlačuje tekutinu, aby otevřela nohu, se samostatnými ventily, které umožňují zvířeti ovládat každou končetinu nezávisle. Mimochodem, to je důvod, proč se pavouci vždy stočí, když zemřou; V systému není žádný tlak, který by působil proti flexorovým svalům nohou.

Tým z Rice University, vyzbrojený těmito znalostmi, zjistil, že mohou uměle ovládat tento hydraulický systém jednoduše vložením jehly do prosomy mrtvého pavouka a tlačením vzduchu dovnitř a ven, aby se pavoukovi otevíraly a zavíraly nohy jako arkádový drápový stroj.

Na video jejich práce v akci se můžete podívat níže:

Daniel Preston z George R. tisková zpráva. Pavouci dokážou zvednout více než 130 procent své tělesné hmotnosti a projít 1000 cykly otevření-zavření, než klouby degenerují.

Tým z Rice University vedený postgraduální studentkou Faye Yap Vydejte článek popisující jejich práci v časopise pokročilé vědy. V něm poznamenávají, že lidstvo má dlouhou historii opětovného používání pozůstatků mrtvých organismů pro nové využití – od zvířecích kůží, které se nosí jako oblečení, až po kosti, které se brousí na hroty šípů a nástroje. V této souvislosti není proměna mrtvého pavouka v robotický úlovek tak zvláštní, jak by se na první pohled mohlo zdát.

Vědci také poznamenávají, že robotika často čerpá inspiraci z přírodního světa a napodobuje Lepkavý povrch nohou gekona nebo vlnění rybího ocasu, například. Ale řekli, proč kopírovat, když můžete krást? Zvlášť, když matka příroda skutečně udělala tvrdou práci na vývoji účinných mechanismů během milionů let evoluce.

Jak napsali v článku: „Koncept culíků navržený v této práci využívá jedinečných vzorů vytvořených přírodou, které mohou být složité nebo dokonce uměle nemožné replikovat.“

Skupina objednala testované subjekty u biologické dodavatelské společnosti, Zprávy Gizmodo, což způsobilo určité problémy kolegům s arachnofobií. Jak řekl Preston of Rice Publishing, „Jeden ze zaměstnanců pracující v naší front office nemá moc rád pavouky. Takže jsme museli zavolat na recepci, kdykoli jsme dostali další dodávku, abychom ji mohli použít na projektu a dát jim nějaký druh výstrahy.“

Práce je prozatím v podstatě důkazem konceptu, ale Preston řekl, že by mohla mít mnoho budoucích aplikací. „Existuje mnoho úkolů typu pick-and-place, na které se můžeme podívat, opakujících se úkolů, jako je třídění nebo přemisťování věcí po těchto malých vahách, možná dokonce věci jako skládání mikroelektroniky,“ uvedl v tiskové zprávě.

Dalším využitím, řekl Yap, by mohlo být sbírání vzorků od zvířat v přírodě, protože pavoučí lapač je „neodmyslitelně maskovaný“.