Замечали ли вы, что пауки, умирая, сворачиваются калачиком? Как и эти исследователи. «Мы переносили вещи по лаборатории и заметили паука, свернувшегося у края коридора. Нам было очень интересно узнать, почему пауки сворачиваются после смерти«, — говорит Фэй Яп, один из инженеров, ответственных за проект, в заявлении Университета Райса.
Ответ не заставил себя долго ждать: движения пауков, в отличие от наших, зависят от гидравлических принципов. Полость возле головы, называемая просомальной камерой, сокращается, чтобы направить кровь к конечностям, что позволяет им расширяться. Когда это давление ослабевает, ноги сокращаются. Когда паук умирает, он больше не посылает кровь к своим ногам, отсюда и такая поза. «О, это действительно интересно«, — подумали ученые. Поэтому они решили воспользоваться преимуществами этого механизма неожиданным на первый взгляд способом. Их исследование по этому вопросу было опубликовано в журнале .
Они решили оживить трупы пауков, нагнетая воздух в эту гидравлическую систему, которая, по их словам, была «идеальной архитектурой» для такой цели. Используемый метод относительно прост. Они воткнули иглу в камеру просомы и запечатали ее суперклеем. Это позволило им ввести небольшое количество воздуха, чтобы «заменить» кровь, которая обычно поступает к ногам, и таким образом взять ее под контроль.
Испытания, проведенные на этих пауках с «некроботическими клешнями», по словам ученых, оказались успешными. Они смогли заставить их поднимать 130% веса своего тела. Они повторяли циклы открытия и закрытия, и смогли пройти до 1 000 циклов, прежде чем заметили признаки износа. «Мы считаем, что это связано с проблемами обезвоживания суставов. Мы считаем, что сможем преодолеть эту проблему путем нанесения полимерных покрытий«, — говорят они.
От мягкой робототехники к некроботике
По мнению инженеров, использование трупов пауков для робототехники может иметь ряд применений. Среди прочего, они упоминают выполнение задач в очень малых масштабах, ловлю насекомых или восстановление объектов в природе. Разумеется, такие «компоненты» также являются биоразлагаемыми. Ученые также испытывают новые типы материалов.
Лаборатория в Престоне, где родился проект, специализируется на использовании инновационных материалов для так называемой «мягкой робототехники», в отличие от использования систем из металла, пластика, электроники и т.д. Мы используем всевозможные интересные новые материалы, такие как гидрогели и эластомеры, которые можно активировать с помощью химических реакций, пневматики и света. «Недавно мы даже выполнили несколько работ по текстилю и одежде«, — говорит Дэниел Престон.
Очевидно, что трупы пауков казались логическим продолжением всех этих экспериментов. «Эта область мягкой робототехники очень интересна, потому что мы можем использовать ранее не использовавшиеся типы приводов и материалов«, — добавляет он. «Паук относится к этому направлению исследований. Это то, что раньше не использовалось, но имеет большой потенциал«. Действительно, робототехника часто имитировала пауков из-за их способности ориентироваться в суровых условиях и их гидравлической конструкции.
Чтобы оправдать потенциально шокирующий аспект своих тестов, ученые сравнивают их с инструментами прошлых лет, сделанными из животных: «Полезные свойства биотических материалов, усовершенствованные природой с течением времени, устраняют необходимость искусственно создавать эти материалы. Это можно проиллюстрировать на примере того, как наши ранние предки носили сырые шкуры животных в качестве одежды и изготавливали орудия труда из кости«. Они также посчитали нужным отметить, что не оживляют пауков, а просто заставляют их двигаться как марионетки. Теперь они хотят поработать над управлением «клапанами», которые обеспечивают индивидуальное движение ног.
Видео некроботического паука в действии: