Tote Spinnenbeine werden zu Robotergreifern
Forschungsrichtung Nekrobotik: Mehr als 130 Prozent des eigenen Körpergewichts anzuheben
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Spinne: Tiere sind auch nach dem Tod noch nützlich (Foto: lolaclinton, pixabay.com) |
Houston (pte002/27.07.2022/06:05)
Spinnenbeine lassen sich als mechanische Greifer von Soft-Robotern nutzen, wie Daniel Preston und Faye Yap von der Rice University http://rice.edu festgestellt haben. Prestons Labor ist auf weiche Robotersysteme spezialisiert, die nicht-traditionelle Materialien verwenden, im Gegensatz zu harten Kunststoffen, Metallen und Elektronik. "Wir verwenden alle Arten von interessanten neuen Materialien wie Hydrogele und Elastomere, die von chemischen Reaktionen, Pneumatik oder Licht bewegt werden können", sagt er.
"Haben die perfekte Architektur"
Spinnenbeine seien für die Wissenschaftler "die perfekte Ergänzung", denn "sie haben die perfekte Architektur". Im Gegensatz zu Menschen und anderen Säugetieren, die ihre Gliedmaßen durch Synchronisation der Muskeln bewegen, verwenden Spinnen Hydraulik. Eine Kammer in der Nähe ihrer Köpfe zieht sich zusammen, um Blut an die Gliedmaßen zu senden und sie zu zwingen, sich auszudehnen. Lässt der Druck nach, ziehen sich die Beine zusammen.
Die Kadaver, die Prestons Labor in Dienst gestellt hat, waren Wolfsspinnen. Tests haben gezeigt, dass sie zuverlässig in der Lage sind, mehr als 130 Prozent ihres eigenen Körpergewichts zu heben. Die Forscher ließen die Greifer eine Leiterplatte manipulieren, Objekte bewegen und sogar eine andere Spinne anheben. "Eines Tages bemerkten wir eine zusammengerollte tote Spinne am Rande des Flurs. Wir waren neugierig, warum sie sich im Tod zusammenrollen", so Prestons Doktorandin Yap.
Beugemuskeln eignen sich ideal
Damit begann eine Forschungsarbeit namens Nekrobotik. Yaps erste Erkenntnis: "Spinnen haben keine antagonistischen Muskelpaare, wie Bizeps und Trizeps beim Menschen. Sie haben nur Beugemuskeln, die es ihren Beinen ermöglichen, sich 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 zusammen." Das wollten Yap und Preston nutzen.
Sie haben eine winzige Röhre in die Hydraulikkammern der Spinnenbeine eingefügt. Wenn sie Luft hineinpumpen, strecken sie sich, wenn sie sie abließen, krümmten sie sich, sodass sie Gegenstände packen können. Erst nach 1.000 Zyklen begann die Kraft der Spinnenbeine nachzulassen. "Wir glauben, dass dies mit der Austrocknung der Gelenke zusammenhängt. Das können wir lösen, indem wir polymere Beschichtungen auftragen", schließt Preston.
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