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Wissenschaftler benutzen tote Spinnen als Klauenmaschinen

Wissenschaftler benutzen tote Spinnen als Klauenmaschinen

by nwna_de
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Ein Spinnengreifer wird verwendet, um einen Jumper anzuheben und einen Schaltkreis auf einem elektronischen Breadboard zu unterbrechen, wodurch eine LED ausgeschaltet wird.
Preston Innovation Laboratory / Rice University

Spinnenleichen, die zu Robotern werden, klingen wie ein weit hergeholter Plot aus einem B-Horrorfilm. Aber Forscher der Rice University haben genau das geschafft – tote Wolfsspinnen, die als Maschinen zum Aufheben und Ablegen von Gegenständen eingesetzt werden können.

In einem Artikel, der in der Advanced Sciencehaben Forscher die Verwendung von biotischen Materialien als Roboterkomponenten “Nekrobotik” genannt. Sie sagen, dass dieses Forschungsgebiet genutzt werden könnte, um biologisch abbaubare Greifer für sehr kleine Objekte zu entwickeln.

“Wir verstehen, dass viele Menschen vom Anblick einer Spinne abgeschreckt werden, aber aus technischer Sicht ist der Bewegungsmechanismus der Spinne sehr interessant”, sagt Faye Yap, Maschinenbauingenieurin an der Rice University und Hauptautorin der Studie, gegenüber Tony Ho Tran von The Daily Beast. “Es lohnt sich auf jeden Fall, einen genaueren Blick auf diese Kreaturen zu werfen und mehr von ihnen zu lernen.”

Die Forschung begann 2019, als die Wissenschaftler/innen eine tote Spinne in ihrem Labor entdeckten, die sich zusammengerollt hatte. Yap und ihre Kollegen fragten sich, warum Spinnen immer mit ihren Beinen in dieser Position sterben, und fanden heraus, dass Spinnen ein hydraulisches Drucksystem haben, das ihre Gliedmaßen steuert.

“Spinnen haben keine antagonistischen Muskelpaare, wie Bizeps und Trizeps beim Menschen”, erklärt Yap in einem Universitätsbericht. Erklärung. “Sie haben nur Beugemuskeln, die es ihnen ermöglichen, ihre Beine einzurollen, und sie strecken sie durch hydraulischen Druck nach außen. Wenn sie sterben, verlieren sie die Fähigkeit, ihren Körper aktiv unter Druck zu setzen. Deshalb rollen sie sich ein. Damals dachten wir: “Oh, das ist super interessant”. Wir wollten einen Weg finden, diesen Mechanismus zu nutzen.”

Um ihren Greifer zu bauen, stachen die Forscher eine Nadel in die inneren Ventile der Hydraulikkammer der Spinne, dichteten sie mit Sekundenkleber ab und befestigten eine Spritze am anderen Ende. Indem sie kleine Mengen Luft durch die Spritze pusteten, konnten die Wissenschaftler die Beine der Spinne aus- und einfahren.

Die toten Spinnen konnten mehr als 130 Prozent ihres eigenen Körpergewichts aufnehmen und 1.000 Öffnungs- und Schließzyklen überstehen, heißt es in der Studie. Ohne irgendeine Art von Beschichtung auf dem Körper blieben die Spinnen nur zwei Tage lang funktionsfähig, weil die Dehydrierung ihre Gelenke brüchig machte. Die Forscherinnen und Forscher experimentierten mit einer Bienenwachsbeschichtung und stellten fest, dass sie den Masseverlust der Spinnen verlangsamen konnte.

Das Rice-Team ist der Meinung, dass nekrobotische Greifer vielfältige Anwendungsmöglichkeiten haben könnten, z. B. für die Montage von Mikroelektronik oder das Sammeln von Proben.

“Da der nekrobotische Greifer über inhärente Nachgiebigkeit und Tarnfähigkeiten verfügt, stellen wir uns vor, dass wir ihn bei der wissenschaftlichen Feldarbeit einsetzen können”, erklärt Yap gegenüber The Daily Beast. “Zum Beispiel, um kleine Insekten und andere lebende Exemplare zu fangen und zu sammeln, ohne sie zu beschädigen.”

Zukünftige Forschungen könnten verschiedene Beschichtungen für die Spinnen erforschen, damit experimentieren, jedes Bein einzeln zu bewegen und verschiedene Arten zu untersuchen – wie kleinere Spinnen und Peitschenskorpione.

Auch wenn die Arbeit bei manchen Alptraumbilder von Roboter-Zombie-Spinnen hervorruft, stellt Mitautor Daniel Preston, Professor für Maschinenbau an der Rice University, klar, dass es sich bei ihrer Forschung nicht um Wiederbelebung handelt.

“Obwohl es so aussieht, als wäre es wieder zum Leben erwacht, sind wir uns sicher, dass es leblos ist”, sagt Preston in der Erklärung. “Es liefert uns etwas wirklich Nützliches”.

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Quelle aus dem englischem unter anderem SmithosianMag