Les bras et les préhenseurs des robots effectuent un travail important à chaque heure de la journée. Ils sont utilisés dans les chaînes de production du monde entier, travaillant pratiquement sans cesse en dehors des fenêtres de maintenance désignées.
Ils sont généralement construits en acier et alimentés par de puissants systèmes hydrauliques. Cependant, certains scientifiques ont opté pour une approche à plus petite échelle qui pourrait horrifier les plus délicats. Ils ont découvert comment transformer une araignée morte en une pince robotique utile.
Le nom de ce nouveau champ frankensteinien ? Eh bien, c'est de la nécrobotique, bien sûr !
Travailler avec la nature
Les scientifiques et les ingénieurs vénèrent depuis longtemps les réalisations du monde naturel. Les minuscules insectes sont capables de prouesses dépassant de loin celles de nos plus grands robots et peuvent fonctionner de manière indépendante pendant des jours ou des semaines sans jamais avoir besoin d'être branchés. Les systèmes mécaniques complexes des araignées et des coléoptères dépassent même notre meilleure ingénierie à ce jour.
Les araignées sont particulièrement impressionnantes. Ils ont huit pattes d’une force surprenante, surtout compte tenu de leur poids et de leurs besoins en puissance. Plutôt que d'essayer de créer de toutes pièces quelque chose qui corresponde à ces capacités, un groupe de chercheurs de l'Université Rice a décidé de simplement pirater les araignées elles-mêmes.
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Les pattes de l'araignée n'ont que des muscles pour la rétraction, tandis que l'extension est réalisée via un mécanisme hydraulique. Dans le corps de l'araignée, une chambre remplie de sang se dilate et se contracte pour contrôler les mouvements des pattes de la créature. Chaque patte possède une valve qui permet à l'araignée de contrôler son mouvement individuellement. Après la mort, toutes ces valves s'ouvrent et le système hydraulique de l'araignée perd de la pression. C'est ce qui fait que les pattes d'une araignée se recourbent après sa mort.
Les chercheurs ont réalisé qu'ils pouvaient exploiter ce système hydraulique pour étendre et contracter les pattes de l'araignée à volonté. Avec une araignée morte, toutes les valves des pattes individuelles ne s'ouvrent généralement pas, le contrôle se limite donc à étendre ou contracter toutes les pattes à la fois. Cela amène l'araignée morte à agir comme un robot préhenseur, tout comme vous pourriez le voir sur une machine d'arcade de testeur de compétences.
Les chercheurs ont travaillé avec des araignées-loups et ont commencé par les euthanasier par temps froid. Une aiguille a ensuite été insérée dans le corps de l’araignée et scellée avec de la colle. Cela a permis aux passages hydrauliques à l'intérieur de l'araignée d'être pressurisés avec de l'air pour étendre les pattes. Relâcher la pression permet aux jambes de se contracter à nouveau en position recroquevillée.
Tests et applications
Les araignées mortes sont étonnamment robustes. Lors des tests, le groupe a réussi à obtenir plus de 1,000 XNUMX cycles d’ouverture-fermeture à partir d’une seule carcasse d’araignée. Une certaine usure était notable dans la partie supérieure de cette fourchette, ce qui, selon l'équipe, est principalement dû à la déshydratation du corps de l'araignée. Des recherches sont en cours pour déterminer si ce problème peut être résolu avec des revêtements polymères spéciaux pour empêcher le corps de se dessécher.
La puissance de levage était également impressionnante. Les corps des araignées-loups étaient capables de soulever de manière fiable 130 % de leur propre poids corporel. Certains organismes dépasseraient également ce chiffre de beaucoup. Bien entendu, il faut s’attendre à une certaine variabilité lorsqu’on travaille avec une carcasse comme matériau d’ingénierie.
L’équipe pense que les araignées mortes pourraient servir d’actionneurs utiles pour des tâches de sélection et de placement à petite échelle. La démonstration de l'équipe comprenait l'utilisation d'une pince araignée pour retirer un cavalier d'une planche à pain électronique. D'autres exemples impliquaient le déplacement de petits objets et même le levage d'une autre araignée. L'avantage de la pince nécrobotique est que les huit pattes de l'araignée sont efficaces pour saisir des objets de formes et de tailles étranges.
L’équipe évoque également le caractère renouvelable de la pince nécrobotique. "Les araignées elles-mêmes sont biodégradables", a déclaré Daniel Preston, professeur adjoint de génie mécanique à l'Université Rice. « Nous n'introduisons pas de flux de déchets important, ce qui peut poser problème avec des composants plus traditionnels », ajoute-t-il.
Cependant, les pinces nécrobotiques présentées présentent certaines limites. Une durée de vie utile de 1,000 XNUMX cycles est relativement faible pour une pince robotisée, en particulier pour une utilisation dans un environnement de production de masse. Il existe également une grande variabilité dans les corps d’araignées mortes qui n’est pas visible avec les composants robotiques classiques. De plus, si les carcasses d’araignées elles-mêmes sont biodégradables, les aiguilles, les colles et les raccords en plastique ne le sont pas. De plus, la production de pinces araignées est un travail fastidieux et fastidieux. Ensuite, il y a l’investissement important requis dans les installations d’élevage d’araignées.
L'avenir de la nécrobotique
La recherche est convaincante et montre un contrôle fiable d’une carcasse d’araignée stable après la mort. C'est également beaucoup plus simple que d'autres projets de robotique d'insectes qui utilisent électrodes insérées dans le cerveau des cafards pour le contrôle. Il n'est pas nécessaire de manipuler le cerveau d'un être vivant, ni de lutter contre ses instincts naturels pour lui faire accomplir une tâche donnée.
Cependant, la recherche soulèverait des problèmes éthiques pour certains. C'est peut-être moins troublant que d'asservir électroniquement des êtres vivants. Quoi qu’il en soit, les humains ont toujours eu des sentiments forts quant au traitement approprié et au respect des restes mortels. L'utilisation d'araignées suscitera probablement beaucoup moins de condamnations que si la même recherche était menée avec une souris ou un hamster, par exemple. Essayez le même exploit avec un chat ou un chien, et vous pourriez vous attendre à ce que votre laboratoire soit fermé avec une rapidité remarquable.
Juste pour être clair, nous ne pensons pas que vous utiliserez de si tôt un système de sélection et de placement basé sur une araignée. Mais les travaux dans le domaine de la nécrobotique nous apprendront probablement beaucoup de choses sur le fonctionnement du corps des animaux et des insectes. Ils peuvent également guider le développement de nos propres créations robotiques ou biomécatroniques. Quoi qu’il en soit, la quête du savoir nous présente souvent des chemins étranges et sinueux à suivre. Et parfois, juste parfois… ces chemins sont couverts d'araignées.
