Vědci proměňují mrtvé pavouky v „roboty smrti“ a my se bojíme

Když Fei Yap, postgraduální studentka strojního inženýrství, viděla mrtvého pavouka stočeného na chodbě, přimělo ji to přemýšlet o tom, zda by se nedal použít jako robot.

Přeměna mrtvých pavouků na mechanické rukojeti může být představou některých lidí o děsivém scénáři, ale mohlo by to mít hmatatelné výhody. Pavoučí nohy dokážou pevně a měkce uchopit velké, jemné a nepravidelné předměty, aniž by je zlomily.

Proto ve spolupráci se strojním inženýrem Danielem Prestonem, Yap a kolegy z Rice University Objevit Způsob, jak rozevřít nohy mrtvého vlka a uchopit předměty.

Tento nový typ robota nazvali „mikroby“.

Kupodivu, pavoučí nohy nemají svaly, které by se mohly protahovat, ale místo toho pohybují nohama pomocí hydraulického tlaku – mají to, čemu se říká prosoma komora, resp. Cefalothoraxkteré se stahují, což posílá vnitřní tělesné tekutiny nahoru do jejich nohou, což způsobuje jejich protažení.

Tým tedy vložil jehlu do pavoukovy komůrky prozomy a utěsnil špičku jehly kuličkou superlepidla. Vymáčknutí malého obláčky vzduchu stříkačkou stačilo k aktivaci pavoučích nohou a dosažení plného rozsahu pohybu za méně než jednu sekundu.

Yap říká dovnitř video Na webu Rice University.

„Ocenili jsme, kam jsme chtěli jehlu umístit. A když jsme to udělali, fungovalo to, napoprvé, hned. Ani nevím, jak to popsat, ten okamžik.“

Tým byl schopen přimět mrtvého pavouka chytit malý míček a pomocí tohoto experimentu určit maximální sílu přilnavosti 0,35 millinewtonu.

Dále předvedli použití mrtvého pavouka ke sbírání choulostivých předmětů a elektroniky, včetně toho, že pomocí této chrochtací spojky odstranili drát připojený k elektrické propojce a poté přesunuli blok polyuretanové pěny.

Ukázali také, že pavouk unese váhu jiného pavouka zhruba stejné velikosti.

(Preston Innovation Lab/Rice University)

Protože pavouci natahují nohy hydraulickým tlakem na ně CefalothoraxKdyž zemřou, hydraulický systém už nefunguje. Vstupují flexorové svaly pavoučích nohou krutost smrtiale protože svaly pracují pouze jedním směrem, pavouk se stočí.

Zatímco výroba většiny komponentů lidských robotů je velmi složitá, pavouci jsou skutečně složití (bohužel pro arachnofobii) dostupných v hojnosti.

„Koncept maškarády navrhovaný v této práci využívá jedinečných vzorů vytvořených přírodou, které mohou být složité nebo dokonce uměle nemožné replikovat,“ říkají vědci ve své studii. papír.

Pavouci jsou také biologicky odbouratelní, takže jejich použití jako robotických částí sníží množství odpadu v robotech.

„Jednou z aplikací, kde jsme to viděli, je mikromanipulace, která by mohla zahrnovat věci jako mikroelektronická zařízení,“ říká Preston ve videu.

Jednou nevýhodou spojky mrtvého pavouka je to, že se začne opotřebovávat po několika dnech nebo po 1000 cyklech otevření a zavření.

„Myslíme si, že to souvisí s problémy se suchými spoji. Myslíme si, že to můžeme překonat aplikací polymerních povlaků,“ vysvětlit Preston.

Vědci experimentovali s potažením vlčích pavouků včelím voskem a zjistili, že jejich hmotnostní pokles byl 17krát menší než u nepotaženého pavouka za 10 dní, což znamená, že zadržuje více vody a jeho hydraulický systém může fungovat déle.

Tato studie byla publikována v pokročilá věda.