August 15, 2022

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Wissenschaftler verwandeln tote Spinnen in "Todesroboter" und wir haben Angst

Wissenschaftler verwandeln tote Spinnen in „Todesroboter“ und wir haben Angst

Als Fei Yap, eine Maschinenbaustudentin, eine tote Spinne zusammengerollt im Flur sah, dachte sie darüber nach, ob sie als Robotergegenstand verwendet werden könnte.

Tote Spinnen in mechanische Griffe zu verwandeln, mag die Vorstellung einiger Leute von einem schrecklichen Szenario sein, aber es könnte greifbare Vorteile haben. Spinnenbeine können große, empfindliche und unregelmäßige Gegenstände fest und weich greifen, ohne sie zu zerbrechen.

Daher in Zusammenarbeit mit dem Maschinenbauingenieur Daniel Preston, Yap und Kollegen von der Rice University Entdecken Eine Möglichkeit, die Beine einer toten Wolfsspinne zu öffnen und Gegenstände zu greifen.

Sie nannten diesen neuen Robotertyp „Mikroben“.

Seltsamerweise haben Spinnenbeine keine Muskeln zum Dehnen, sondern bewegen ihre Beine durch hydraulischen Druck – sie haben eine sogenannte Prosoma-Kammer oder Cephalothoraxdie sich zusammenziehen, was innere Körperflüssigkeiten in die Beine befördert, wodurch sie sich dehnen.

Also führte das Team eine Nadel in die Prosoma-Kammer der Spinne ein und versiegelte die Spitze der Nadel mit einer Kugel Sekundenkleber. Das Drücken eines kleinen Luftstoßes durch die Spritze reichte aus, um die Beine der Spinne zu aktivieren und in weniger als einer Sekunde die volle Bewegungsfreiheit zu erreichen.

Yap sagt rein Video Auf der Website der Rice University.

„Wir hatten ein Verständnis dafür, wo wir die Nadel setzen wollten. Und als wir es taten, funktionierte es beim ersten Mal sofort. Ich weiß nicht einmal, wie ich es in diesem Moment beschreiben soll.“

Das Team konnte die tote Spinne dazu bringen, einen kleinen Ball zu greifen, und mit diesem Experiment die maximale Griffstärke von 0,35 Millinewton bestimmen.

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Als nächstes demonstrierten sie die Verwendung einer toten Spinne, um empfindliche Gegenstände und Elektronik aufzuheben, einschließlich der Herstellung dieser Grunzerkupplung, die einen Draht entfernt, der an einem elektrischen Jumper befestigt ist, und dann einen Block aus Polyurethanschaum bewegt.

Sie zeigten auch, dass eine Spinne das Gewicht einer anderen Spinne von ungefähr derselben Größe tragen kann.

(Preston Innovation Lab/Rice University)

Da Spinnen ihre Beine ausstrecken, indem sie hydraulischen Druck auf sie ausüben CephalothoraxWenn sie sterben, funktioniert das Hydrauliksystem nicht mehr. Die Beugemuskeln der Spinnenbeine treten ein Grausamkeit des Todesaber da die Muskeln nur in eine Richtung arbeiten, rollt sich die Spinne zusammen.

Während die meisten Komponenten von menschengemachten Robotern sehr komplex in der Herstellung sind, sind Spinnen in der Tat komplex (leider für Arachnophobie) in Hülle und Fülle verfügbar.

„Das in dieser Arbeit vorgeschlagene Maskeradenkonzept nutzt einzigartige, von der Natur geschaffene Designs, die komplex oder sogar künstlich unmöglich zu replizieren sein können“, sagen die Forscher in ihrer Studie. Papier.

Spinnen sind auch biologisch abbaubar, sodass ihre Verwendung als Roboterteile die Abfallmenge in den Robotern reduzieren wird.

„Eine der Anwendungen, bei denen wir sehen könnten, dass dies verwendet wird, ist die Mikromanipulation, und dazu könnten Dinge wie mikroelektronische Geräte gehören.“ sagen Preston im Video.

Ein Nachteil der Kupplung einer toten Spinne besteht darin, dass sie nach ein paar Tagen oder nach 1.000 Öffnungs- und Schließzyklen einen gewissen Verschleiß erfährt.

„Wir glauben, dass dies mit Problemen mit trockenen Fugen zusammenhängt. Wir glauben, dass wir das durch das Auftragen von Polymerbeschichtungen überwinden können.“ erklären Preston.

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Die Forscher experimentierten mit der Beschichtung von Wolfsspinnen mit Bienenwachs und stellten fest, dass ihr Massenabfall 17-mal geringer war als der einer unbeschichteten Spinne über 10 Tage, was bedeutet, dass sie mehr Wasser speichert und ihr Hydrauliksystem möglicherweise länger funktioniert.

Diese Studie wurde veröffentlicht in fortgeschrittene Wissenschaft.