Инженеры превратили мертвых пауков в манипуляторы для роботов

Инженеры из американского Университета Райса продемонстрировали, что тела пауков сохраняют способность реагировать на изменение внутреннего давления. Это позволяет использовать их в качестве контролируемых захватов для манипуляции небольшими объектами, а некоторые доработки сделают их еще эффективнее и долговечнее. Возможно, подобный подход ляжет в основу совершенно нового и необычного направления «некроботики». Об этом рассказывается в статье, опубликованной в журнале Advanced Science.

Команда Дэниела Престона (Daniel Preston) специализируется на разработке роботизированных систем из «нетрадиционных» компонентов, таких как текстиль, эластомеры и гидрогели, пневматические и даже химические приводы. «Пауки тоже подпадают под эту категорию, — отметил профессор Престон. — Их также никто до сих пор не использовал, но у них есть неплохой потенциал».

В самом деле, в отличие от позвоночных, которые используют для движения мускулы, паукообразные применяют для этого гидравлику. В головогруди у этих животных расположена камера, заполненная жидкостью. Давление из нее по системе трубочек передается на лапки, заставляя их выпрямляться — или автоматически сжиматься, когда давление падает. Это делает пауков достаточно простыми, но эффективными гидравлическими системами захвата.

Чтобы продемонстрировать оригинальный подход, инженеры экспериментировали с мертвыми пауками семейства Lycosidae разных размеров. В головогрудь им вводили тонкую полую иглу и фиксировали клеем, затем к игле подсоединяли шприц. В результате при накачивании воздухом лапки паука раздвигались, а при высасывании его шприцем — сжимались. Опыты показали, что одни те же останки работают на протяжении более чем тысячи циклов, и лишь затем ткани и сочленения начинают существенно деградировать.

Такая система из пневматики и экзоскелета мертвого паука способна удерживать груз в 130 процентов от собственной массы. Однако у мелких пауков этот показатель выше, и ученые полагают, что если использовать останки самых крошечных видов, можно добиться еще более впечатляющей грузоподъемности. Кроме того, деградацию после 1000 циклов они связывают с дегидратацией — потерей влаги, и этот срок можно будет продлить, используя защитное полимерное покрытие. Возможно, инженерам удастся даже научиться контролировать каждую лапку в отдельности, как это делают сами пауки.

Авторы настолько уверены в перспективности нового подхода, что уже дали ему специальное название — «некроботика» (necrobotic). «Существует масса задач по типу “захватить — поднять — перенести”, повторяющихся манипуляций с объектами на малых масштабах, — объясняет профессор Престон. — Это может быть даже сборка микроэлектроники. К тому же пауки биоразлагаемы, так что не внесут дополнительного загрязнения, что остается проблемой для более традиционных компонентов».