นักวิจัยควบคุมขาของแมงตายด้วยลมพัดเล็กน้อย
การนำร่างไร้ชีวิตของแมงมุมที่ตายไปและฟื้นคืนสภาพเป็นหุ่นยนต์เป็นความคิดที่น่าจะเป็นฝันร้ายสำหรับคนส่วนใหญ่ แต่นักวิทยาศาสตร์ไม่ใช่คนส่วนใหญ่ เมื่อเร็ว ๆ นี้ ทีมนักวิจัยได้เปลี่ยนซากของแมงมุมหมาป่าให้เป็นเครื่องกรงเล็บแบบอาร์เคดที่สามารถหยิบและเคลื่อนย้ายวัตถุต่างๆ ได้ รวมถึงแมงมุมหมาป่าที่ตายแล้วตัวอื่นๆ
แนวคิดสำหรับเครื่องจับแมลงแมงแบบยานยนต์หรือ “เนโครบอท” เกิดขึ้นครั้งแรกเมื่อนักวิจัยสังเกตเห็นแมงมุมที่ตายแล้วขดตัวเป็นลูกบอลตรงมุมห้องแล็บวิศวกรรมของพวกเขา หลังจากค้นหาสาเหตุที่ขาของแมงมุมที่ตายแล้วมักจะถูกดึงเข้าหาท้องของมันอย่างแน่นหนา นักวิทยาศาสตร์ได้เรียนรู้ว่าข้อต่อของแมงมุมถูกควบคุมผ่านระบบแรงดันไฮดรอลิกที่ไม่ทำงานเมื่อแมงตาย จากนั้นทีมก็ตระหนักว่าพวกเขาสามารถย้อนกลับวิศวกรรมระบบไฮดรอลิกนี้เพื่อจี้ศพของแมงมุมและให้ชีวิตที่สองแก่มันในฐานะเครื่องจักร
โดยการพ่นลมเข้าไปในซากแมงมุมหมาป่า ทีมงานพบว่าขาทั้งแปดสามารถยืดออกได้พร้อมกันและม้วนตัวขึ้นอีกครั้งเพื่อสร้างการเคลื่อนไหวที่โลภซึ่งสามารถใช้ยกวัตถุได้ แมงมุมหมาป่า ซึ่งเป็นกลุ่มที่ประกอบด้วยเกือบ 2,400 สปีชีส์ในตระกูล Lycosidae สามารถบรรทุกสิ่งของที่มีขนาดใหญ่กว่าตัวมันเองได้มาก และมีขนเล็กๆ ที่ขาของพวกมันซึ่งช่วยยึดจับพวกมันเป็นพิเศษ ซึ่งหมายความว่า necrobots สามารถหยิบวัตถุได้หลากหลาย รวมถึง ส่วนประกอบ ทางไฟฟ้า ที่ละเอียดอ่อน ตาข่ายที่มีรูปร่างไม่สม่ำเสมอ และใช่ แมงมุมหมาป่าที่ตายแล้ว นักวิจัยอธิบายในการศึกษาใหม่
นักวิจัยเชื่อว่างานของพวกเขาสามารถสร้างแรงบันดาลใจในการสร้างเนโครบอทตัวอื่นๆ จากซากศพหรือส่วนต่างๆ ของร่างกายของสัตว์ที่ตายแล้วอื่นๆ Daniel Preston ผู้เขียนการศึกษาอาวุโส ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเครื่องกลที่มหาวิทยาลัยไรซ์ในฮูสตัน กล่าวว่า “มันเป็นสิ่งที่ไม่เคยมีใครใช้มาก่อน แต่มีศักยภาพมากมาย”(เปิดในแท็บใหม่).
นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าแมงมุมบินได้ขนาดเท่า ฝ่ามือหลายล้านตัวสามารถบุกชายฝั่งตะวันออกได้
ในมนุษย์และสัตว์มีกระดูกสันหลังอื่นๆ (สัตว์ที่มีกระดูกสันหลัง) ข้อต่อส่วนใหญ่ถูกควบคุมโดยคู่ของกล้ามเนื้อที่เป็นปฏิปักษ์ ซึ่งเป็นศัตรูของกล้ามเนื้อที่ดึงข้อต่อไปในทิศทางที่ต่างกัน ตัวอย่างของคู่กล้ามเนื้อที่เป็นปฏิปักษ์ในมนุษย์คือ bicep และ tricep: เมื่อ bicep หดตัวและ tricep ผ่อนคลาย แขนของเราจะงอที่ข้อศอก เมื่อ tricep หดตัวและ bicep คลายแขนของเราจะยืดออกอีกครั้ง
อย่างไรก็ตาม แมงมุมมีกล้ามเนื้องอเพียงข้อเดียวในข้อต่อที่ช่วยให้งอขาได้ ในการยืดขาให้ตรงอีกครั้ง แมงมุมใช้ระบบแรงดันไฮดรอลิก ซึ่งเกี่ยวข้องกับการบังคับให้เลือดจากห้องที่อยู่ใกล้ทรวงอกหรือที่เรียกว่าโพรโซมาเข้าไปในขา เลือดทำหน้าที่เป็นปฏิปักษ์กับกล้ามเนื้องอเดียวและดันข้อต่อให้เปิดออก แต่เมื่อแมงมุมตาย ไม่มีอะไรที่จะไปกดทับกล้ามเนื้อนี้ และข้อต่อก็ปิดลง
“เมื่อพวกเขาตาย พวกเขาจะสูญเสียความสามารถในการกดดันร่างกายอย่างแข็งขัน” Faye Yap หัวหน้าทีมวิจัย ผู้สมัครระดับปริญญาเอกสาขาวิศวกรรมเครื่องกลที่มหาวิทยาลัยไรซ์ กล่าวในแถลงการณ์ “นั่นเป็นเหตุผลที่พวกเขาขดตัว”
นักวิจัยได้สร้างระบบไฮดรอลิกของแมงขึ้นใหม่เพื่อใช้แทนอากาศสำหรับเลือด ทีมงานได้สอดเข็มเข้าไปในโพรโซมาของซากแมงมุมที่แห้งแล้วและติดกาวเข้าที่ เมื่อพวกเขาเป่าลมเข้าไปในห้องโดยใช้เข็ม การไหลของอากาศกระตุ้นระบบไฮดรอลิกเช่นเดียวกับเลือดที่ไหลของแมงมุม บังคับให้ขาเหยียดตรง เมื่ออากาศถูกดูดกลับเข้าไปในเข็ม ขาจะกลับสู่ตำแหน่งที่โค้งงออย่างเป็นธรรมชาติ
โดยปกติแมงมุมจะควบคุมขาแต่ละข้างผ่านวาล์วที่ปรับการไหลเวียนของเลือดไปยังแขนขาแต่ละข้าง นักวิจัยกังวลว่าสิ่งนี้จะส่งผลต่อการเคลื่อนที่ของแมงมุมที่ฟื้นคืนชีพได้อย่างไร เนื่องจากไม่มีวิธีง่ายๆ ในการเปิดวาล์วขาของซากศพ แต่กลับกลายเป็นว่าในแมงมุมที่ตายแล้ว วาล์วจะติดอยู่ในตำแหน่ง “เปิด” อย่างถาวร เพรสตันกล่าว สิ่งนี้ทำให้นักวิจัยสามารถควบคุมขาของเนโครบ็อตทั้งหมดได้พร้อมๆ กัน ทำให้พวกมันสมบูรณ์แบบสำหรับการคว้าสิ่งของ เขากล่าวเสริม
แมงมุมหมาป่าที่ตายแล้วเหมาะกับงานใหม่ของพวกเขามากจนนักวิจัยสามารถสร้างเนโครบอทที่ใช้งานได้ในครั้งแรก “เราเอาแมงมุมไป เราเอาเข็มเข้าไปโดยไม่รู้ว่าจะเกิดอะไรขึ้น” Yap กล่าว “และเมื่อเราทำได้ มันได้ผลในครั้งแรกทันที” เป็นเรื่องยากมากที่วิศวกรจะประสบความสำเร็จอย่างรวดเร็วเมื่อทำการทดลองแบบลองผิดลองถูกประเภทนี้ เธอกล่าวเสริม
การทดลองเพิ่มเติมกับเนโครบอทแสดงให้เห็นว่าพวกเขาสามารถยกวัตถุที่มีน้ำหนักมากกว่า 130% ของน้ำหนักตัวของมันเองได้อย่างน่าเชื่อถือ และในบางครั้ง พวกมันก็สามารถยกได้มากกว่านั้นอีก อย่างไรก็ตาม หลังจากเปิดและปิดขาประมาณ 1,000 รอบ เนโครบอทก็มีประสิทธิภาพน้อยลงและแสดงสัญญาณของความเสียหาย
“เราคิดว่านั่นเกี่ยวข้องกับปัญหาการคายน้ำของข้อต่อ” เพรสตันกล่าว อย่างไรก็ตาม นักวิจัยคิดว่าในที่สุดพวกเขาสามารถเอาชนะปัญหานี้ได้ด้วยการเคลือบขาด้วยโพลีเมอร์พิเศษ ซึ่งจะช่วยยืดอายุขัยของเนโครบอทได้ เขากล่าวเสริม
necrobots มีศักยภาพในการใช้งานที่หลากหลายตามคำแถลง ทีมงานได้แสดงให้เห็นแล้วว่าอุปกรณ์จับแมงมุมสามารถใช้ในการเคลื่อนย้ายชิ้นส่วนที่เปราะบางในวงจรไฟฟ้าได้โดยไม่ทำลายอุปกรณ์ดังกล่าว ซึ่งบ่งบอกถึงประโยชน์ในการช่วยในการประกอบไมโครอิเล็กทรอนิกส์และโครงการก่อสร้างขนาดเล็กอื่นๆ และถ้านักวิทยาศาสตร์สามารถทำซ้ำงานของพวกเขากับสายพันธุ์อื่น ๆ ก็สามารถขยายช่วงของโครงการที่อาจได้รับประโยชน์จากการสัมผัสที่ละเอียดอ่อนของ necrobot ทีมงานรายงานในการศึกษา
นักนิเวศวิทยายังสามารถใช้เนโครบอทเพื่อรวบรวมแมลงที่มีชีวิตเพื่อศึกษาจากป่าโดยไม่ทำลายพวกมัน Yap กล่าว แมงมุมที่ฟื้นคืนชีพมีแนวโน้มที่จะเป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพสูงในการจับแมลง เนื่องจากขาของพวกมันมีวิวัฒนาการมาโดยเฉพาะเพื่อจับสัตว์ขาปล้องตัวเล็ก ๆ และการพรางตัวตามธรรมชาติของพวกมันสามารถช่วยให้พวกมันซ่อนตัวอยู่ในสนามได้ เธอกล่าวเสริม
การใช้เนโครบอทแทนโครงสร้างทางกลที่ทำจากโลหะและพลาสติกสามารถช่วยลดของเสียที่เกิดขึ้นระหว่างการผลิตเครื่องมือได้เช่นกัน “ตัวแมงมุมเองนั้นย่อยสลายได้ทางชีวภาพ” เพรสตันกล่าว “ดังนั้นเราจึงไม่แนะนำกระแสของเสียขนาดใหญ่ ซึ่งอาจเป็นปัญหากับส่วนประกอบแบบเดิมๆ”
แมงมุมหมาป่านั้นพบได้ทั่วไป แพร่หลายและง่ายต่อการรวบรวม ดังนั้นจะมีซากแมงมุมราคาถูกและอุดมสมบูรณ์สำหรับวิศวกรที่จะแปลงร่างเป็นเนโครบอท ตราบใดที่วิศวกรเหล่านั้นไม่รังเกียจแมงมุมนั่นก็คือโฆษณา
