Naukowcy z Uniwersytetu Rice w Teksasie zaprezentowali intrygującą metodę wykorzystania martwej materii organicznej w robotyce. Do "ożywienia" martwego pająka wystarczyła odrobina powietrza, a jego odnóża zmieniły się w precyzyjny chwytak.
Robotyka bardzo często inspiruje się naturą. Obserwacja sposobów poruszania się zwierząt to doskonały punkt wyjścia do stworzenia maszyn, które mają kroczyć, pływać czy wykonywać precyzyjne czynności. Badacze z Uniwersytetu Rice poszli jednak o krok dalej, wykorzystując martwego pająka jako część maszyny.
Precyzja i delikatność
Jak opowiada główna autorka badania, Faye Yap, pomysł na wykorzystanie pająków jako organicznych komponentów maszyn pojawił się przypadkiem. Podczas porządków w laboratorium natknęła się ona na martwego pająka zwiniętego w kulkę. To typowe dla tych stawonogów: do poruszania się wykorzystują one hydrauliczny mechanizm zwiększania i zmniejszania ciśnienia krwi w odnóżach. Gdy pająk zdycha, system przestaje działać, a kończyny wracają do zwiniętej postaci.
Mechanizm ten dało się łatwo zastąpić sztucznym źródłem ciśnienia. Naukowcy osadzili martwego pajęczaka z rodziny pogońcowatych (Lycosidae) na strzykawce wypełnionej powietrzem. Precyzyjne dozowanie powietrza pozwalało na kurczenie się i wydłużanie kończyn, które mogły służyć jako precyzyjny, delikatny chwytak. W udostępnionych materiałach widać, jak pająk wykorzystywany jest do podnoszenia niewielkich elektronicznych komponentów oraz drobnych obiektów.
Chwytak potrafił podnieść przedmioty o masie równej nawet 130 proc. masy ciała pająka, a w niektórych przypadkach jeszcze cięższe. Pojedynczy okaz wytrzymał około tysiąca cyklów otwarcia i zamknięcia, zanim jego kończyny zaczęły tracić zdolności chwytne. Naukowcy przypuszczają, że jest to powiązane z powolnym wysychaniem stawów, ale da się wydłużyć ich żywotność za pomocą materiałów wiążących wilgoć.
Narodziny nekrobotyki
- Istnieje wiele powtarzalnych zadań typu "podnieś i połóż", którym moglibyśmy się przyjrzeć, takich jak sortowanie lub przenoszenie miniaturowych obiektów, a może nawet montaż mikroelektroniki - opowiada Daniel Preston, współautor badania.
- Innym zastosowaniem może być wykorzystanie robotycznych pająków do chwytania mniejszych owadów, ponieważ są one wyposażone w bardzo dobry kamuflaż - dodaje Yap.
Naukowcy określają ten typ robotyki, w którym materiały pochodzenia zwierzęcego są wykorzystywane jako komponenty maszyn, "nekrobotyką". Zakład, do którego należą Yap i Preston, specjalizuje się właśnie w takich "miękkich" systemach robotycznych, które zamiast tworzyw sztucznych i metali wykorzystują hydrożele, elastomery i tekstylia.
Źródło: ScienceAlert, Rice University
Źródło zdjęcia głównego: Yap et al.