мертвый паук

Те Фэй Яп (Te Faye Yap)

Чжэнь Лю (Zhen Liu)

Ануп Раджаппан (Anoop Rajappan)

Дэниел Престон (Daniel Preston)

---

Шнобелевская премия 2023 по машиностроению

Некроботика: биотические материалы как готовые к использованию приводы

Те Фэй Яп (Te Faye Yap), Чжэнь Лю (Zhen Liu), Ануп Раджаппан (Anoop Rajappan), Тревор Шимокусу (Trevor Shimokusu) и Дэниел Престон (Daniel Preston), Университет Райса, США, "Некроботика: биотические материалы как готовые к использованию приводы", "Передовая наука" (Advanced Science), 9(29), 14 октяря, 2022.

Конструкции, усовершенствованные в ходе эволюции, послужили основой для биоинспирированных роботов, похожих на животных, которые имитируют передвижение гепардов и податливость медуз; биогибридные роботы идут еще дальше, включая живые материалы непосредственно в инженерные системы. Биоинспирация и биогибридизация привели к новым интересным исследованиям, но люди полагались на биотические материалы - неживые материалы, полученные из живых организмов, - поскольку их ранние предки носили шкуры животных в качестве одежды и использовали кости в качестве инструментов.

В этой работе неодушевленный (мертвый) паук перепрофилируется в готовый к использованию привод, требующий всего лишь одного несложного этапа изготовления, открывая область исследований «некроботика», в которой биотические материалы используются в качестве компонентов роботов. Уникальный механизм ходьбы пауков, основанный на гидравлическом давлении, а не на парах антагонистических мышц для разгибания ног, приводит к созданию некроботического захвата, который естественным образом находится в закрытом состоянии и может открываться при приложении давления.

Авторы перепрофилировали труп паука, чтобы создать захват с пневматическим приводом, который полностью функционален после всего лишь одного простого этапа сборки, что позволяет обойти обычные утомительные и ограничивающие этапы изготовления, необходимые для гидравлических приводов и захватов. Например, для захватов PneuNet обычно требуются формы, напечатанные на 3D-принтере, с ограниченным разрешением и нижней границей шкалы длины, внутренняя геометрия, которую необходимо учитывать путем отливки и сборки нескольких отдельных компонентов, а также эластомеры, для отверждения которых требуются часы или дни.

Сырой биотический материал (труп паука) получен усыплением паука-волка (семейства Lycosidae) путем воздействия температуры замерзания (-4C) в течение 5–7 дней. Снимки надколенниково-бедренного сустава, полученные с помощью сканирующего электронного микроскопа (СЭМ), показывают суставную мембрану (напоминающую складчатую геометрию солнцезащитного козырька коляски), которая послужила вдохновением для создания многих мягких гибких суставов. Изготовление некроботического захвата требует всего одного простого шага: введения иглы в область просомы умершего паука и фиксации иглы к телу паука с помощью клея для образования герметичного уплотнения. Весь процесс, от введения иглы до нанесения клея и создания полностью работоспособного захвата, можно выполнить примерно за 10 минут.

Поскольку ноги паука содержат только мышцы-сгибатели, после смерти ноги паука скручиваются по направлению к телу из-за отсутствия гидростатического давления (генерируемого мышцами просомы, когда паук жив). Когда к некроботическому захвату не прилагается никакого давления, ноги остаются согнутыми внутрь (захват), напротив, когда давление создается через шприц, ножки срабатывают, выдвигаясь наружу, и захват открывается.

Некроботический захват способен захватывать объекты неправильной формы и массой до 130% от его собственной массы и выдерживает 700 циклов срабатывания до начала разрушения. Кроме того, некроботический захват может маскироваться под окружающую среду благодаря узорам и текстуре своего тела. Он естественным образом биоразлагается в конце своего срока службы, уменьшая количество образующихся отходов по сравнению с традиционными искусственными приводами захвата.

Некроботика может быть дополнительно расширена за счет включения биотических материалов, полученных от других существ со схожими гидравлическими механизмами передвижения и артикуляции.

За оживление мертвых пауков для использования в качестве механических инструментов захвата, Те Фэй Яп, Чжэнь Лю, Ануп Раджаппан, Тревор Шимокусу и Дэниел Престон, становятся обладателями Шнобелевской премии 2023 года по машиностроению.

Комментарий:

---

Шнобелевская премия мира 2009 Специалисты Бернского университета пытались определить, какой пивной бутылкой лучше получить по голове – пустой или полной. Пустые бутылки крепче полных, - заявили исследователи, – вместе с тем, и пустые и полные бутылки способны повредить череп человека подробнее

---

Шнобелевская премия - 1997 - физика Джон Бокрис, профессор химии, Университет Тексас Эй-энд-Эм, заявил, что он в своей лаборатории, используя небольшой набор пробирок, провел ядерный синтез при комнатной температуре. Ученые приходили посмотреть на чудо и - ничего не видели. Профессор злился подробнее

Источник - пресса