Превращение мертвых пауков в роботов с механическими захватами может показаться некоторым кошмарным сценарием. Но этот проект может иметь ощутимые преимущества, так как лапы паука могут крепко и мягко захватывать большие, хрупкие предметы неправильной формы, не ломая их. Об этом сообщил «Advanced Science».
Выпускница факультета машиностроения Университета Райса Фэй Яп и ее коллеги в сотрудничестве с инженером-механиком Дэниелом Престоном обнаружили способ заставить ноги мертвого паука-волка разворачиваться и цепляться за предметы. Они назвали этот новый тип робототехники «некроботикой».
У паучьих ног нет мышц для разгибания. Ноги пауков двигаются за счет гидравлического давления. У них есть так называемая головогрудь, которая сокращается, направляя внутреннюю жидкость тела в ноги, заставляя их вытягиваться.
Исследователи вставили иглу в головную камеру паука и создали уплотнение вокруг кончика иглы с помощью капли суперклея. Выдавливания крошечного объема воздуха через шприц было достаточно, чтобы активировать ноги паука, достигая полного диапазона движения менее чем за одну секунду. Как сказала Яп:
«Мы взяли паука, поместили в него иглу, не зная, что произойдет. У нас была оценка того, где мы хотели разместить иглу. И когда мы это сделали, она сработала с первого раза. Сразу же. Я даже не знаю, как описать этот момент».
Команде ученых удалось заставить мертвого паука схватиться за маленький мячик, и они использовали этот эксперимент для определения пиковой силы захвата в 0,35 миллиньютона. Затем они продемонстрировали использование мертвого паука для захвата хрупких предметов и электроники, в том числе с помощью этого некротического захвата сняли перемычку, прикрепленную к электрической макетной плате, а затем переместили блок пенополиуретана. Они также показали, что паук может выдержать вес другого паука примерно такого же размера.
Из-за того, что пауки управляют ногами, оказывая гидравлическое давление на головогрудь, когда они умирают, гидравлическая система больше не работает. Мышцы-сгибатели ног паука впадают в трупное окоченение. И так как мышцы работают только в одном направлении — паук сворачивается.
В то время как большинство компонентов искусственной робототехники довольно сложны в производстве, пауки уже сложны от природы, и их очень много. Концепция некроботов, предложенная в этой работе, использует уникальные конструкции, созданные природой, которые сложно или даже невозможно воспроизвести искусственно.
К тому же, пауки — биоразлагаемые, поэтому их использование в качестве частей роботов сократит количество отходов в робототехнике, говорит Дэниелом Престоном:
«Одно из приложений использует микроманипуляции. И это может быть использовано при монтаже микроэлектронных устройства».
Одним из недостатков захвата мертвого паука является то, что он начинает испытывать некоторый износ через два дня или после 1000 циклов открытия и закрытия. Это связано с обезвоживанием суставов. Решить эту проблему можно, нанеся на паука полимерные покрытия. Исследователи уже экспериментировали с покрытием пауков-волков пчелиным воском и обнаружили, что за 10 дней их масса уменьшилась в 17 раз меньше, чем у непокрытых пауков. Значит, они сохраняют больше воды, а их гидравлическая система может работать дольше.