蜘蛛被用作软体机器人的机械抓手

机器人的见解

• 莱斯大学的研究人员正在使用死去的蜘蛛作为机械抓手，这可以用来加强用于软机器人和其他使用抓手的应用的技术。
• 蜘蛛的握力很像液压系统，可以让它们单独控制每条腿。
• 机器人目前使用许多不同的握法，但它们不像人类那样握法，而且这个过程是一个缓慢的、人为的过程，限制了它们能做什么和不能做什么。研究人员一直在利用动物特征来帮助机器人以其他方式更自然地执行任务。

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莱斯大学(Rice University)的机械工程师们正在展示如何将死去的蜘蛛改造成机械抓手，它可以融入自然环境，同时像其他昆虫一样抓取比自己大的物体。

“碰巧的是，这种蜘蛛在死后，是小型自然衍生爪的完美结构，”他说丹尼尔·普雷斯顿大米的乔治布朗工程学院．

一个开放获取的研究先进的科学概述了普雷斯顿和主要作者费耶·雅普利用蜘蛛的生理机能，向他们称之为“necrobotics”的新研究领域迈出的第一步。

普雷斯顿的实验室专门研究软机器人系统，这些系统通常使用非传统材料，而不是硬塑料、金属和电子产品。他说:“我们使用了各种有趣的新材料，比如水凝胶和弹性体，它们可以被化学反应、气动和光线等东西驱动。”“我们最近甚至在纺织品和可穿戴设备方面做了一些工作。

“软体机器人的这个领域非常有趣，因为我们可以使用以前未开发的驱动类型和材料，”普雷斯顿说。“蜘蛛就在这条线索上。这是以前没有使用过的东西，但有很大的潜力。”

与人类和其他哺乳动物不同的是，它们通过同步相反的肌肉来移动四肢液压．头部附近的一个腔体收缩，将血液输送到四肢，迫使四肢伸展。当压力减轻时，腿就会收缩。

普雷斯顿实验室提供服务的尸体是狼蛛测试表明，它们能够举起超过自身体重130%的重量，有时甚至更多。他们让抓取器操纵电路板，移动物体，甚至举起另一只蜘蛛。

研究人员指出，与它们的体型相比，较小的蜘蛛可以携带更重的东西。相反，蜘蛛越大，与自身重量相比，它所能承载的负载就越小。普雷斯顿说，未来的研究可能会在比狼蛛更小的蜘蛛身上测试这一概念。

她说:“我们在实验室里搬东西的时候，注意到走廊边上有一只蜷缩的蜘蛛。”“我们真的很好奇为什么蜘蛛死后会蜷缩起来。”

雅普说:“蜘蛛没有对抗肌对，不像人类的肱二头肌和肱三头肌。”“它们只有屈肌，可以让腿向内弯曲，并通过水压向外伸展。当他们死亡时，他们失去了主动给身体加压的能力。这就是为什么他们会蜷缩起来。

“当时，我们在想，‘哦，这太有趣了。’我们想找到一种方法来利用这一机制。”

蜘蛛液压室的内部阀门，或者前体普雷斯顿说，这种机器人可以让他们单独控制每条腿，这也将是未来研究的主题。“死蜘蛛控制不了这些阀门，”他说。“它们都开着。在这项研究中，这对我们很有利，因为它允许我们同时控制所有的腿。”

设置一个蜘蛛抓取器很简单。雅普用一根针扎进了prosoma腔，用强力胶把它粘在一起。针头的另一端连接到实验室的一个试验台或一个手持注射器上，它可以输送一分钟的空气，几乎立即激活腿。

实验室让一只前蜘蛛进行了1000次开合循环，以观察它的四肢支撑得有多好，发现它相当强壮。“当我们接近1000次循环时，它开始经历一些磨损，”普雷斯顿说。“我们认为这与关节脱水有关。我们认为我们可以通过应用聚合物涂层来克服这一问题。”

是什么让实验室的工作从一个很酷的噱头变成了一项有用的技术?

普雷斯顿说，他已经想到了一些necrobotic的应用。他说:“我们可以研究很多挑选和放置的任务，重复性的任务，比如在小范围内对物体进行分类或移动，甚至可能是像微电子学组装这样的事情。”

雅普补充说:“另一个应用可能是将其用于捕捉自然界中较小的昆虫，因为它本质上是伪装的。”

“此外，蜘蛛本身是可生物降解的，”普雷斯顿说。“所以我们没有引入大量的废料流，这对更传统的组件来说可能是一个问题。”

普雷斯顿和雅普意识到，对一些人来说，这些实验可能听起来像噩梦，但他们说，他们所做的并不是复活。

普雷斯顿说:“尽管它看起来可能已经复活了，但我们确定它是无生命的，在这种情况下，我们严格地将它作为来自曾经活过的蜘蛛的材料来使用。”“它为我们提供了一些非常有用的东西。”

-由Chris Vavra编辑，网页内容经理，控制工程， CFE媒体与技术，cvavra@cfemedia.com．

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