September 30, 2022

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Wissenschaftler erwecken tote Spinnen als Krallenroboter wieder zum Leben

Wissenschaftler erwecken tote Spinnen als Krallenroboter wieder zum Leben

Warum sollten Sie sich die Mühe machen, Ihre eigenen Roboter zu entwerfen, wenn Sie die von Ihnen geschaffene Natur wiederverwenden können?

Dies war der Denkprozess hinter einem Forschungsprojekt von Ingenieuren der Rice University, die erfolgreich tote Spinnen in Roboterklauen verwandelten. Die Wissenschaftler haben ihr neues Forschungsgebiet „Mikrobiologie“ getauft und sagen, dass es billige, effiziente und biologisch abbaubare Alternativen zu aktuellen Robotersystemen schaffen könnte.

Warum also Spinnen? Nun, während Menschen ihre Gliedmaßen mit antagonistischen Muskelpaaren wie Bizeps und Trizeps bewegen, haben Spinnenbeine nur einen Beugemuskel, der das Bein nach innen zieht. Dies steht im Gegensatz zum hydraulischen System: eine Kammer in der Mitte des Spinnenkörpers (bekannt als Prosoma), die Flüssigkeit herausdrückt, um das Bein zu öffnen, mit separaten Ventilen, die es dem Tier ermöglichen, jedes Glied unabhängig zu steuern. Das ist übrigens auch der Grund, warum sich Spinnen immer zusammenrollen, wenn sie sterben; Es gibt keinen Druck im System, der den Beugebeinmuskeln entgegenwirkt.

Bewaffnet mit diesem Wissen entdeckte ein Team der Rice University, dass sie dieses hydraulische System künstlich betreiben konnten, indem sie einfach eine Nadel in das Prosoma einer toten Spinne einführten und Luft hinein- und herausdrückten, um die Beine der Spinne wie eine Arcade-Klauenmaschine zu öffnen und zu schließen.

Nachfolgend können Sie sich ein Video ihrer Arbeit in Aktion ansehen:

Daniel Preston von George R. Pressemitteilung. Spinnen können mehr als 130 Prozent ihres Körpergewichts heben und 1.000 Auf-Zu-Zyklen durchlaufen, bevor die Gelenke degenerieren.

Ein Team der Rice University unter der Leitung der Doktorandin Faye Yap Veröffentlichen Sie ein Papier, das ihre Arbeit beschreibt im Magazin fortgeschrittene Wissenschaften. Darin stellen sie fest, dass die Menschheit seit langem die Überreste toter Organismen für neue Zwecke wiederverwendet – von Tierhäuten, die als Kleidung getragen werden, über geschärfte Knochen bis hin zu Pfeilspitzen und Werkzeugen. In diesem Zusammenhang ist es nicht so seltsam, wie es zunächst scheinen mag, eine tote Spinne in einen Roboterfang zu verwandeln.

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Wissenschaftler stellen auch fest, dass sich die Robotik oft von der natürlichen Welt inspirieren lässt und nachahmt Die klebrige Oberfläche von Geckofüßen oder Fischschwanz kräuselt sich, zum Beispiel. Aber sie sagten, warum kopieren, wenn man stehlen kann? Vor allem, wenn Mutter Natur wirklich die harte Arbeit geleistet hat, wirksame Mechanismen durch Millionen von Jahren der Evolution zu entwickeln.

Wie sie in der Zeitung schrieben: „Das in dieser Arbeit vorgeschlagene Konzept der Pferdeschwänze nutzt einzigartige, von der Natur geschaffene Designs, die komplex oder sogar künstlich unmöglich zu replizieren sein können.“

Das Team musste ihre Spinnen langsam töten, bevor sie sie in einen Greifroboter verwandeln konnten.
Foto: Preston Innovation Lab/Rice University

Die Versuchspersonen bestellte die Gruppe bei einem Bio-Versorgungsunternehmen, Berichte Gizmodo, was Kollegen mit Arachnophobie einige Probleme bereitete. Wie Preston von Rice Publishing sagte: Einer der Mitarbeiter in unserem Front Office mag keine Spinnen. Also mussten wir die Rezeption anrufen, wenn wir eine weitere Lieferung erhielten, damit wir sie für das Projekt verwenden und ihnen eine Art Benachrichtigung geben konnten.“

Die Arbeit ist vorerst im Wesentlichen ein Machbarkeitsnachweis, aber Preston sagte, dass sie viele zukünftige Anwendungen haben könnte. „Es gibt viele Pick-and-Place-Aufgaben, die wir uns ansehen können, sich wiederholende Aufgaben wie das Sortieren oder Bewegen von Dingen in diesen kleinen Maßstäben, vielleicht sogar Dinge wie das Zusammenbauen von Mikroelektronik“, sagte er in einer Pressemitteilung.

Eine andere Verwendung, sagte Yap, könnte darin bestehen, Exemplare von Tieren in der Natur zu sammeln, da der Greifer der Spinne „von Natur aus getarnt“ ist.