عندما رأت فاي ياب ، طالبة الدراسات العليا في الهندسة الميكانيكية ، عنكبوتًا ميتًا ملتفًا في الردهة ، جعلها تفكر في استخدامه كجزء من الروبوتات.
قد يبدو تحويل العناكب الميتة إلى مقابض ميكانيكية مثل فكرة بعض الناس عن سيناريو كابوس ، ولكن يمكن أن يكون لها فوائد ملموسة. تمسك أرجل العنكبوت بأجسام كبيرة وناعمة وغير منتظمة الشكل بقوة ورفق دون كسرها.
إذن ، المهندس الميكانيكي دانيال بريستون ، جنبًا إلى جنب مع ياب وزملائه في جامعة رايس اكتشف طريقة لعنكبوت الذئب الميت لينشر ساقيه ويمسك بالأشياء.
وقد أطلقوا على هذا النوع الجديد من الروبوتات اسم “الميكروبات”.
من الغريب أن أرجل العنكبوت ليس لديها عضلات لتمتد ، ولكن بدلاً من ذلك تحرك الساقين بالضغط الهيدروليكي – يطلق عليهم غرف بروسوما ، أو السيفالوثوراكسينقبض ، يرسل سوائل الجسم الداخلية إلى أرجلهم ، ويمدهم.
لذا قام الفريق بإدخال إبرة في حجرة بروسوما العنكبوت وصنع ختمًا حول طرف الإبرة بالغراء الفائق. لتنشيط أرجل العنكبوت ، فإن ضغط الهواء الصغير عبر المحقنة هو كل ما يتطلبه الأمر لتحقيق النطاق الكامل للحركة في أقل من ثانية.
يقول ياب: “أخذنا العنكبوت ووضعنا الإبرة فيه دون أن نعرف ما الذي سيحدث”. فيديو على موقع جامعة رايس.
“كان لدينا تقدير لمكان وضع الإبرة. عندما فعلناها ، نجحت على الفور ، في المرة الأولى. لا أعرف حتى كيف أصف تلك اللحظة.”
تمكن الفريق من حمل العنكبوت الميت على التمسك بكرة صغيرة واستخدم هذه التجربة لتحديد قبضة ذروة تبلغ 0.35 ملي نيوتن.
أظهروا لاحقًا أن هذا القابض الميت يستخدم عنكبوتًا ميتًا لالتقاط الأشياء اللينة والإلكترونيات ، بما في ذلك إزالة سلك العبور المتصل بلوح التجارب الكهربائية ثم تحريك كتلة من رغوة البولي يوريثان.
كما أظهروا أن العنكبوت يمكنه تحمل وزن عنكبوت آخر من نفس الحجم.
(معمل بريستون للابتكار / جامعة رايس)
لأن العناكب تمد أرجلها عن طريق الضغط الهيدروليكي السيفالوثوراكس، لا يعمل النظام الهيدروليكي عندما يموتون. تدخل العضلات المثنية في أرجل العنكبوت إلى الداخل صرامة الموتولكن نظرًا لأن العضلات تعمل في اتجاه واحد فقط ، فإن العنكبوت يتجعد لأعلى.
في حين أن تصنيع معظم مكونات الروبوتات التي يصنعها الإنسان أكثر تعقيدًا ، إلا أن العناكب معقدة بالفعل (لسوء الحظ بالنسبة لكره العناكب) في إمداد وفير.
يقول الباحثون: “يستفيد مفهوم التشريح المقترح في هذا العمل من التصاميم الفريدة التي أنشأتها الطبيعة والتي تكون معقدة أو يستحيل تكرارها بشكل مصطنع”. ورق.
العناكب أيضًا قابلة للتحلل ، لذا فإن استخدامها كأجزاء روبوت يمكن أن يقلل من كمية النفايات في الروبوتات.
“أحد التطبيقات التي يمكننا رؤيتها يتم استخدامها هو المعالجة الدقيقة ، والتي يمكن أن تتضمن أشياء مثل الأجهزة الإلكترونية الدقيقة.” هو يقول بريستون في الفيديو.
أحد عيوب قابض العنكبوت الميت هو أنه يبدأ في تجربة بعض البلى بعد يومين أو 1000 دورة فتح وإغلاق.
“نعتقد أنه مرتبط بمشاكل تصريف المفاصل. نعتقد أنه يمكننا التغلب على ذلك باستخدام الطلاءات البوليمرية.” يشرح بريستون.
اختبر الباحثون عناكب الذئب المغطاة بشمع العسل ووجدوا أن فقدها للكتلة كان أقل 17 مرة من العنكبوت غير المطلي على مدى 10 أيام ، مما يعني أنه يحتفظ بمزيد من الماء ويمكن لنظامه الهيدروليكي أن يعمل لفترة أطول.
تم نشر هذه الدراسة العلوم المتقدمة.
“متعصب للموسيقى. مستكشف متواضع جدا. محلل. متعصب للسفر. مدرس تلفزيوني متطرف. لاعب.”