Группа инженеров из США разработала способ использования ног мертвых пауков в качестве основы для конструирования небольших роботизированных манипуляторов-подъемников. Об этом сообщает официальный сайт Университета Райса в Хьюстоне, штат Техас. Перевод основных положений публикации представлен изданием discover24.ru.

«Паук, даже после того, как он умер, остается идеальной архитектурой для конструирования небольших механических захватов естественного происхождения», – отметил Дэниел Престон из Инженерной школы Университета Райса. В соавторстве с коллегой Фэй Яп они использовали физиологию паука в качестве первого шага к новой области исследований, которую они называют «некробототехникой».

Лаборатория Престона специализируется на мягких роботизированных системах, в которых часто используются нетрадиционные материалы, а не твердые пластмассы, металлы и электроника.

«Мы применяем всевозможные инновационные материалы, такие как гидрогели и эластомеры, которые могут приводиться в действие такими вещами, как химические реакции, пневматика и свет», – пояснил Престон.

Теперь это направление исследований дополнилось перепрофилированием умерших пауков в роботизированные захваты.

В отличие от людей и других млекопитающих, которые двигают конечностями, синхронизируя противоположные мышцы, пауки используют принципы гидравлики. Камера возле их голов сжимается, чтобы послать кровь к конечностям, заставляя их вытягиваться. Когда такое давление уменьшается, ноги сокращаются.

Как пояснила Фэй Яп, «у пауков есть только такие мышцы, которые позволяют их ногам сгибаться внутрь. Вытягивать ноги наружу пауки могут лишь за счет гидравлического давления. Когда они умирают, они теряют способность активно оказывать давление на свое тело, поэтому их ноги сгибаются после смерти».

Предварительно усыпив подопытных пауков, исследователи вставили трубчатую иглу в ту полость их тела, которая управляет ногами, закрепив ее клеем, а затем закачивали/откачивали воздух (используя лабораторные стенды или ручной шприц), чтобы симулировать сгибание и разгибание ног. Они заставляли созданные из тела паука захваты манипулировать печатной платой, перемещать объекты и даже поднимать другого паука.

В частности, исследователи проделали захватами из одного бывшего паука 1000 циклов открывания-закрывания подряд, чтобы увидеть, насколько хорошо будут держатся его конечности, и обнаружили, что они в целом сохранили свою крепость.

«Некоторый износ начал сказываться, когда мы подошли к концу тысячной серии циклов. По всей видимости, это связано с проблемами обезвоживания суставов. Мы считаем, что такое можно преодолеть, применяя полимерные покрытия», – отметил Престон.

Проведенные эксперименты показали, что созданные таким способом микророботы были способны поднимать более 130% собственного веса, а иногда и намного больше. Исследователи также отметили, что более мелкие пауки могут нести более тяжелые грузы по сравнению с их размерами. И наоборот, чем крупнее паук, тем меньшую нагрузку он может нести по сравнению с собственным весом.

Авторы исследования отметили выявленные преимущества пауков-некроботов. Эти сравнительно небольшие манипуляторы оказались способны захватывать объекты неправильной формы, сливаться с окружающей средой и со временем разлагаться. Исследователи в дальнейшем надеются опробовать свою методику на более мелких пауках.

Кроме того, по словам Престона, внутренние клапаны в гидравлической камере пауков (так называемые просомы) позволяют им управлять каждой ногой по отдельности, и это также станет предметом будущих исследований. «Мертвый паук не управляет этими клапанами, и все они пребывают в открытом положении. В текущем исследовании это сработало в нашу пользу, потому что позволило контролировать все ноги бывшего паука одновременно».

Вам может понравиться

Контракт Смольного на закупку дизельных автобусов не улучшит экологию Петербурга

Смольный по контракту закупит партию новых дизельных автобусов с двигателем Евро-5, которые будут введены в эксплуатацию вместо техники более низкого качества, сообщает пресс-служба администрации Петербурга. «Закупаются современные модели автобусов, отвечающие

Прототип WD-TENG добился эффективной генерации энергии из силы морских волн

Прототип трибоэлектрического наногенератора с волновым приводом (сокращенно WD-TENG), совместно разработанный исследователями из Китая и Австралии, смог добиться показателей получения экономически эффективного электричества. Об этом сообщает австралийский портал Mirage News. Перевод

Тайваньские инженеры создали биосенсор, превратив шёлк паука в оптическое волокно

Исследователи из Тайваня под общим руководством Национального университета Ян-Мин (NYCU) смогли применить светопроводящие свойства шелка паука для разработки медицинского датчика, который способен с высокой точностью обнаруживать и измерять уровень сахара
Погода в России: