前沿热点:死蜘蛛“复活”为机器人抓手

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日期:2022-07-29 19:22:40    来源:科技日报    

科技日报记者 张梦然

如果你认为蜘蛛活着的时候令人毛骨悚然,那可以看看它们死后能做什么。美国莱斯大学工程师团队成功地使死去的蜘蛛“复活”成为机械抓手。


(资料图)

研究团队在《先进科学》上发表了一项“科学怪人实验”研究,他们用一股气压,成功控制了一只死蜘蛛的腿。研究人员将这种创造描述为“necrobotics”,并相信它可以应用于多种目的,包括昆虫捕捉以及微电子产品组装。

莱斯大学的工程师利用少量气压将死去的蜘蛛变成了抓手。图源:普雷斯顿创新实验室/莱斯大学

“之前的研究主要集中在仿生系统上,从大自然中寻找灵感,并在工程系统中模仿生物体的物理特征。”研究人员说,“而Necrobotics使用生物材料,这些材料是从曾经有生命的有机体中提取的非生命材料。”

科学家首先注意到蜘蛛死亡时的卷曲十分特殊,随后发现,蜘蛛腿不像人类那样有肌肉,而是依靠液压来移动四肢。研究人员解释称,他们知道很多人看到蜘蛛会被吓到,但从工程学的角度来看,蜘蛛的运动机制非常有趣,值得仔细研究,并从其中汲取灵感。

团队决定尝试是否真的可以用工程学控制一只死去的蜘蛛的腿。其机制非常简单:将注射器插入蜘蛛的内部液压腔,并添加了一些强力胶将其固定到位。然后加了一点空气,蜘蛛的腿瞬间张开——这就拥有了世界上最不可思议的“僵尸蜘蛛”抓取工具。

抓手用于抬起跳线并断开电路,关闭LED。图源:布兰登·马丁/莱斯大学

这个抓手在捡起东西方面非常有效。实验中使用的蜘蛛能够举起超过自身体重130%的重量,这意味着此类“僵尸”抓手能够抓住比自己重得多的物体。

团队还发现这一新工具也非常耐用。一只蜘蛛腿甚至能够在出现磨损迹象之前,维持1000次开闭循环。他们计划加入薄聚合物涂层材料,以延长抓手的使用寿命。

该团队希望还能在较小的蜘蛛上测试这一概念,相对于小蜘蛛的体重和质量,它可以承载更重的负载。“僵尸蜘蛛”抓手也可以用来捕捉其他令人毛骨悚然的爬行动物。由于necrobotic抓手具有固有的顺应性和伪装能力,研究人员设想可将其部署在科学实地工作中。例如,在不损坏它们的情况下捕获和收集其他小昆虫或其他活体标本。

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