Биоинженеры превратили пауков в роботов (6 фото + 2 видео + 1 гиф)
Инженеры нашли способ превратить мертвых пауков в механических захватных роботов-захватов.
Исследователи из Университета Райса в Техасе накачивали трупы пауков-волков воздухом таким образом, чтобы их ноги разворачивались и обхватывали предметы. Они обнаружили, что паукообразные-захваты могут поднимать 130% собственного веса тела и способны ловко манипулировать печатными платами, выключая светодиоды. Захват-"зомби" может выполнить около 1000 циклов открытия-закрытия, прежде чем его соединения начнут изнашиваться, но инженеры считают, что с полимерным покрытием он прослужит дольше. По словам создателей, этот тонкий инструмент можно будет использовать в микроэлектронике или для изучения мелких насекомых.
Дэниел Престон, доцент кафедры машиностроения, сказал: «Как выяснилось, паук после смерти является идеальной конструкцией как небольшой захват естественного происхождения. Раньше это его свойство не использовалось, но оно имеет большой потенциал».
Инженеры-механики из института, расположенного в Хьюстоне, вдохновились формой дохлых пауков во время уборки в лаборатории. Ведущий автор Фэй Яп решила выяснить, почему ноги пауков скручиваются внутрь после смерти. «У пауков нет антагонистических пар мышц, таких как бицепсы и трицепсы у людей, - говорит Яп. - У них есть только мышцы-сгибатели, которые позволяют их ногам сгибаться внутрь, и они вытягивают их наружу за счет гидравлического давления.
Внутренние клапаны в гидравлической камере пауков, или просоме, направляют кровь к конечностям и заставляют их вытягиваться, а когда это давление уменьшается, они сокращаются».
Когда пауки умирают, они теряют способность активно оказывать давление на свое тело, и в результате они скручиваются, объясняют исследователи. «В то время мы думали: «О, это очень интересно», мы хотели найти способ использовать этот механизм», - говорит Фэй.
В природе клапаны позволяют пауку управлять каждой ногой по отдельности, поэтому исследователи использовали их у пауков-зомби для одновременного перемещения всех ног.
В статье, опубликованной в Advanced Science, команда описывает, как они создали «некробота».
Сначала они коснулись камеры просомы иглой, капнув каплей суперклея. Другой конец иглы был подключен к одному из испытательных стендов в лаборатории или к ручному шприцу, который доставлял небольшое количество воздуха для почти мгновенной активации ног.
Инженеры заставили захваты манипулировать печатной платой, перемещать объекты и даже поднимать другого паука.
Захват оказался довольно прочным: паучьи ноги могли выдержать 1000 циклов открытия-закрытия, прежде чем стал заметен износ.
Команда надеется, что захват из пауков откроет дверь в новую область робототехники, которую они называют «некробототехникой», и которая, по их мнению, непременно найдет практическое применение. «Есть много задач, которые мы могли бы рассмотреть, - например, повторяющиеся задачи, такие как сортировка или перемещение мелких объектов в небольших масштабах, и, возможно, даже такие вещи, как сборка микроэлектроники».
Яп добавил: «Другое приложение может использовать его для отлова мелких насекомых в природе, потому что он по своей природе отлично замаскирован». Кроме того, пауки являются биоразлагаемыми, поэтому некроботы не создают большого потока отходов, как это происходит с более традиционными компонентами и материалами.
Будущие исследования будут включать в себя изучение создания подобных захватов с пауками, которые могут нести более тяжелые нагрузки по сравнению с весом их тела.