Растущее применение «некробототехники»: превращение мертвых пауков в биогибридных роботов

В 2022 году ученые из Университета Райса в США использовали термин «некробот» для обозначения создания биологических роботов из мертвых тел животных. Исследование, опубликованное в журнале Advanced Science, описывало, как ведущий автор Фэй Яп и Дэниел Престон из Школы инженерии Джорджа Р. Брауна при Университете Райса использовали уникальную физиологию пауков-волков, чтобы использовать их в качестве механических инструментов для захвата. Они могли захватывать предметы на 130% тяжелее своего собственного веса и выполнять более 1000 циклов захвата, сохраняя при этом точность и стабильность. «Оказывается, паук после смерти является идеальной архитектурой для небольших захватов естественного происхождения», — сказал Престон в своем заявлении.

Это был первый шаг к автоматизации и новой области исследований, которую они назвали «некроботикой». С тех пор их применение изучалось, особенно для выполнения небольших, точных задач, таких как манипулирование электронными компонентами, такими как микрочипы. Также говорят об их использовании в поверхностных операциях или при нехватке медицинского оборудования , а их естественный камуфляж делает их идеальными для сбора урожая в дикой природе. В то же время мы говорим о недорогой, биоразлагаемой робототехнике.

« Использование свойств и механизмов, аналогичных тем, которые созданы природой, может позволить создавать инженерные системы с совершенно новыми возможностями или преимуществами; эта область исследований известна как биоинспирированный или биомиметический дизайн », — описывают они в статье.

«Наблюдая за организмами, которые совершенствовались на протяжении тысячелетий эволюции, ученые и инженеры разработали возможности, варьирующиеся от изменений поверхностной смачиваемости на основе листьев лотоса и намибийских жуков до механизмов адгезии, которые имитируют пальцы ног гекконов», — отмечается в исследовании Университета Райса. В нем также говорится, что исследователи также черпали вдохновение из передвижения наземных животных и водных существ, чтобы направлять проектирование роботов.

Чтобы достичь чего-то подобного, первым шагом было понять, как работает их передвижение. Сама Фэй Яп призналась СМИ, что, будучи инженером-механиком, она никогда не думала, что ее исследования в области гидравлики будут использованы таким образом. Все началось, когда она нашла мертвого паука на полу своей лаборатории. Наблюдая за ним, она поняла, что они всегда уменьшаются, когда умирают.

«Поскольку паучьи лапки содержат только мышцы-сгибатели, после смерти лапки паука загибаются внутрь к телу из-за отсутствия гидростатического давления », — отмечают эксперты. И Престон продолжил объяснять, что пауки «вытягивают свои лапки благодаря камере (просоме) около головы, которая сокращается и посылает кровь к конечностям, заставляя их разворачиваться ». Когда объем жидкости уменьшается, лапки втягиваются.

Яп воспользовался этой естественной гидравлической системой в ногах этих паукообразных и вставил иглу в их просому. Он закрепил шприц клеем, чтобы сформировать герметичное уплотнение. Этот механизм позволил ему двигать ногами, как будто паук был живым, превратив его в биологический роботизированный захват. Процесс, который занял всего около 10 минут.

Выходя за рамки вдохновения, «биогибридные системы объединяют естественные или сконструированные клетки и ткани с искусственными или неодушевленными компонентами для создания биосовместимых роботов и приводов в малых масштабах», — говорится в опубликованном документе. То, что казалось научной фантастикой, может оказаться реальностью, открывшей новые пути изучения.

Фактически, «La Voz de Galicia» сообщила в 2024 году, что испанец Рауль Вильямарин Родригес, когнитивный технолог и вице-президент Университета Воксена в Хайдарабаде , возглавляет проект, который предусматривает использование распада роботизированных пауков в хирургии. Он представил эту технологию на Всемирном фестивале искусственного интеллекта в Каннах. Более того, искусственный интеллект может открывать новые способы использования этих биотических материалов. Технология все еще находится на ранних стадиях разработки, но ее потенциал многообещающий.