Когда аспирантка факультета машиностроения Фэй Яп увидела мертвого паука, свернувшегося калачиком в коридоре, она задумалась о том, можно ли использовать его в качестве компонента робототехники.
Превращение мертвых пауков в механические захваты звучит как кошмарный сценарий, но это может принести ощутимую пользу. Паучьи лапки крепко и мягко захватывают большие, хрупкие и неправильной формы предметы, не ломая их.
В сотрудничестве с инженером-механиком Дэниелом Престоном, Яп и ее коллеги из Университета Райса нашли способ заставить лапки мертвого паука разворачиваться и цепляться за предметы.
Они назвали новый вид робототехники “некроботикой”.
Но ноги пауков не имеют мышц для разгибания, а двигаются с помощью гидравлического давления – у них есть так называемая камера просомы, или цефалоторакс, которая сокращается, посылая внутреннюю жидкость тела в ноги, заставляя их разгибаться.
Итак, команда вставила иглу в камеру просомы паука и создала уплотнение вокруг кончика иглы с помощью суперклея. Выдавливания крошечной порции воздуха через шприц было достаточно, чтобы активировать ноги паука, и он получил полный диапазон движения менее чем за одну секунду.
“Мы взяли паука, ввели в него иглу, не зная, что произойдет, – сказала Яп. – У нас был примерный расчет того, куда мы хотим поместить иглу. И когда мы это сделали, все получилось с первого раза, сразу же. Я даже не знаю, как это описать, этот момент”.
Команда смогла заставить мертвого паука ухватиться за маленький шарик и использовала этот эксперимент для определения пиковой силы захвата в 0,35 миллиньютона.
Затем они продемонстрировали использование паука-некробота для захвата хрупких предметов и электроники, в том числе удалили провод перемычки, прикрепленный к электрической макетной плате, а затем переместить блок пенополиуретана.
В то время как большинство компонентов искусственной робототехники довольно сложны в производстве, пауки сложны сами по себе и (к сожалению для арахнофобов) находятся в изобилии.
“Концепция некробототехники, предложенная в данной работе, использует преимущества уникальных конструкций, созданных природой, которые сложно или даже невозможно воспроизвести искусственно”, – пишут исследователи в своей статье.
К тому же, пауки являются биоразлагаемыми, поэтому их использование в качестве деталей роботов позволит сократить количество отходов в робототехнике.
Одно из применений некроботов – это микроманипуляция, которая может включать в себя такие вещи, как микроэлектронные устройства.
Главный недостаток манипулятора-некробота заключается в том, что он изнашивается через два дня или после 1000 циклов сжимания и разжимания.
“Мы думаем, что это связано с проблемами обезвоживания суставов. И мы уверены, что сможем решить эту проблему путем нанесения полимерных покрытий”, – объясняет Престон.
Исследователи уже поэкспериментировали с покрытием некроботов пчелиным воском и обнаружили, что их гидравлическая система может функционировать в 5 раз дольше.
Читайте также: НАСА хочет отправить рои роботов поплавать в инопланетных океанах