(Preston Innovation Laboratory/Rice University) Als die Maschinenbaustudentin Faye Yap eine tote Spinne zusammengerollt im Flur sah, dachte sie darüber nach, ob sie als Robotikkomponente verwendet werden könnte.
Tote Spinnen in mechanische Greifer zu verwandeln, mag für manche Menschen ein Albtraumszenario sein, könnte aber greifbare Vorteile haben. Spinnenbeine können große, empfindliche und unregelmäßig geformte Gegenstände fest und sanft greifen, ohne sie zu zerbrechen.
Also, in Zusammenarbeit mit dem Maschinenbauingenieur Daniel Preston, Yap und ihren Kollegen von der Rice University entdeckt eine Möglichkeit, die Beine einer toten Wolfsspinne dazu zu bringen, sich auszubreiten und sich an Gegenständen festzuhalten.
Sie nannten diese neue Art der Robotik „Nekrobotik“.
Seltsamerweise haben Spinnenbeine keine Streckmuskeln, sondern bewegen ihre Beine durch hydraulischen Druck – sie haben eine sogenannte Prosomakammer Cephalothorax , die sich zusammenzieht und innere Körperflüssigkeit in ihre Beine schickt, wodurch sie sich strecken.
Also führte das Team eine Nadel in die Prosomakammer der Spinne ein und versiegelte die Spitze der Nadel mit einem Klecks Sekundenkleber. Das Drücken eines kleinen Luftstoßes durch die Spritze reichte aus, um die Beine der Spinne zu aktivieren und in weniger als einer Sekunde den vollen Bewegungsumfang zu erreichen.
„Wir haben die Spinne genommen und die Nadel hineingesteckt, ohne zu wissen, was passieren würde“, sagt Yap Video auf der Website der Rice University.
„Wir hatten eine Schätzung, wo wir die Nadel platzieren wollten. Und als wir das taten, funktionierte es beim ersten Mal auf Anhieb. Ich weiß nicht einmal, wie ich diesen Moment beschreiben soll.‘
Dem Team gelang es, die tote Spinne dazu zu bringen, einen kleinen Ball festzuhalten, und mithilfe dieses Experiments konnte eine maximale Greifkraft von 0,35 Millinewton ermittelt werden.
Anschließend demonstrierten sie die Verwendung einer toten Spinne zum Aufheben empfindlicher Gegenstände und elektronischer Geräte. Dazu gehörte auch, dass dieser nekrotische Greifer einen Überbrückungsdraht entfernte, der an einem elektrischen Steckbrett befestigt war, und dann einen Block aus Polyurethanschaum bewegte.
Sie zeigten auch, dass die Spinne das Gewicht einer anderen etwa gleich großen Spinne tragen konnte.
(Preston Innovation Laboratory/Rice University)
Denn Spinnen strecken ihre Beine aus, indem sie hydraulischen Druck auf sie ausüben Cephalothorax Wenn sie sterben, funktioniert das Hydrauliksystem nicht mehr. Die Beugemuskeln in den Beinen der Spinne gehen hinein Totenstarre Da die Muskeln jedoch nur in eine Richtung arbeiten, rollt sich die Spinne zusammen.
Während die Herstellung der meisten von Menschenhand geschaffenen Robotikkomponenten recht komplex ist, sind Spinnen bereits komplex und (für Spinnenphobe leider) in Hülle und Fülle vorhanden.
„Das in dieser Arbeit vorgeschlagene Konzept der Nekrobotik nutzt einzigartige, von der Natur geschaffene Designs, deren künstliche Nachbildung kompliziert oder sogar unmöglich sein kann“, sagen die Forscher in ihrem Beitrag Papier .
Spinnen sind außerdem biologisch abbaubar, sodass ihre Verwendung als Roboterteile die Abfallmenge in der Robotik verringern würde.
„Eine der Anwendungen, für die wir uns vorstellen könnten, dass dies verwendet wird, ist die Mikromanipulation, und dazu könnten Dinge wie mikroelektronische Geräte gehören.“ sagt Preston im Video.
Ein Nachteil des toten Spinnengreifers besteht darin, dass er nach zwei Tagen oder nach 1.000 Öffnungs- und Schließzyklen eine gewisse Abnutzung erfährt.
„Wir glauben, dass das mit der Dehydrierung der Gelenke zusammenhängt.“ „Wir glauben, dass wir das durch die Anwendung von Polymerbeschichtungen überwinden können“, erklärt Preston.
Die Forscher experimentierten mit der Beschichtung der Wolfsspinnen mit Bienenwachs und stellten fest, dass die Massenabnahme innerhalb von 10 Tagen 17-mal geringer war als bei der unbeschichteten Spinne, was bedeutete, dass sie mehr Wasser zurückhielt und ihr hydraulisches System möglicherweise länger funktionierte.
Diese Studie wurde veröffentlicht in Fortgeschrittene Wissenschaft .