Зачем создавать собственных роботов, если можно просто повторно использовать то, что создала природа?
Это был мыслительный процесс, лежащий в основе исследовательского проекта инженеров из Университета Райса, которые успешно превратили мертвых пауков в роботизированные хватательные когти. Ученые назвали свою новую область исследований «неробототехникой» и говорят, что она может создать дешевые, эффективные и биоразлагаемые альтернативы существующим роботизированным системам.
Так почему пауки? Что ж, в то время как люди двигают конечностями, используя пары мышц-антагонистов, таких как бицепс и трицепс, ноги пауков содержат только одну мышцу-сгибатель, которая втягивает ногу внутрь. Этому противостоит гидравлическая система: камера в центре тела паука (известная как просома) выталкивает жидкость, чтобы открыть ногу, с отдельными клапанами, позволяющими животному управлять каждой конечностью независимо. Кстати, именно поэтому пауки всегда сворачиваются, когда умирают; в системе нет давления, противодействующего мышцам-сгибателям ног.
Вооружившись этими знаниями, команда из Университета Райса обнаружила, что может искусственно управлять этой гидравлической системой, просто воткнув иглу в головку мертвого паука, нагнетая и выталкивая воздух, открывая и закрывая ноги паука, как в аркадном автомате с когтями.
Вы можете посмотреть видео их работы в действии ниже:
«Случилось так, что паук, после того как он умер, является идеальной архитектурой для небольших захватов естественного происхождения», — сказал Дэниел Престон из инженерной школы Джорджа Р. Брауна Райса в своем отчете. заявление для прессы. Пауки могут поднимать более 130 процентов веса своего тела и совершать 1000 циклов открывания-закрывания, прежде чем суставы разрушатся.
Команда из Университета Райса, возглавляемая аспиранткой Фэй Яп, опубликовали статью с описанием своей работы в журнале Передовая наука. В нем они отмечают, что человечество имеет долгую историю перепрофилирования останков мертвых организмов для новых целей — от шкур животных, которые носили в качестве одежды, до костей, заостренных на наконечники стрел и инструменты. В этом контексте превращение мертвого паука в робота-захватчика не так уж необычно, как может показаться на первый взгляд.
Ученые также отмечают, что робототехники часто черпают вдохновение для своих проектов из мира природы, копируя, например, клейкую поверхность лап гекконов или изгибы хвоста рыбы. Но, рассуждали они, зачем копировать, если можно украсть? Особенно, когда Мать-Природа уже проделала тяжелую работу по разработке эффективных механизмов за миллионы лет эволюции.
Как они пишут в статье, «концепция некроботики, предложенная в этой работе, использует уникальные конструкции, созданные природой, которые сложно или даже невозможно воспроизвести искусственно».
Группа заказала своих испытуемых у компании-поставщика биологической продукции. отчеты Гизмодочто создало некоторые проблемы коллегам-арахнофобам. Как рассказал изданию Престон из Райс, “Один из сотрудников, который работает в нашем фронт-офисе, очень не любит пауков. Поэтому нам приходилось звонить в главный офис всякий раз, когда к нам поступала очередная поставка, которую мы могли использовать для проекта, и просто предупреждать их».
На данный момент работа, по сути, является доказательством концепции, но Престон сказал, что у нее может быть много приложений в будущем. «Есть много задач, которые мы могли бы рассмотреть, повторяющиеся задачи, такие как сортировка или перемещение объектов в таких небольших масштабах, и, возможно, даже такие вещи, как сборка микроэлектроники», — сказал он в заявлении для прессы.
По словам Япа, еще одним применением может быть сбор образцов животных в природе, поскольку паукообразные захватчики «по своей сути замаскированы».
