 |
| Cơ chế co duỗi của chân nhện sẽ tạo nên một động cơ nâng lý tưởng. |
Ý tưởng về máy gắp được cơ giới hóa lần đầu tiên xuất hiện khi các nhà nghiên cứu nhận thấy một con nhện chết cuộn tròn trong quả bóng ở một góc phòng thí nghiệm kỹ thuật của họ.
Sau khi tìm hiểu lý do tại sao chân của nhện chết dường như luôn bị kéo chặt về phía bụng của chúng, các nhà khoa học đã biết được rằng các khớp của nhện được điều khiển thông qua một hệ thống áp suất thủy lực bị hỏng khi nhện chết. Sau đó, nhóm nghiên cứu nhận ra rằng, họ có thể thiết kế ngược lại hệ thống thủy lực này và mang lại cuộc sống thứ hai cho nhện như một cỗ máy.
Bằng cách thổi không khí vào xác nhện sói, nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng, tất cả tám chân của nhện có thể đồng thời duỗi thẳng ra và cuộn lại để tạo ra chuyển động ngoạm, sau đó có thể được sử dụng để nâng vật lên.
Nhện sói - một nhóm bao gồm gần 2.400 loài trong họ Lycosidae - có thể mang những vật lớn hơn nhiều so với bản thân và có những sợi lông nhỏ ở chân giúp chúng có thêm sức bám.
Các nhà nghiên cứu giải thích trong một nghiên cứu mới đây rằng, điều này có nghĩa là những con nhện có thể nhặt được nhiều loại vật thể, bao gồm các thành phần điện tinh vi , các mắt lưới có hình dạng bất thường.
Các nhà nghiên cứu tin rằng, công việc của họ có thể truyền cảm hứng cho việc tạo ra các loại robot khác từ xác chết hoặc các bộ phận cơ thể riêng lẻ của những động vật đã chết khác.
Tác giả nghiên cứu cao cấp Daniel Preston, phó giáo sư kỹ thuật cơ khí tại Đại học Rice ở Houston, Mỹ cho biết: “Đó là thứ chưa từng được sử dụng trước đây, nhưng nó có rất nhiều tiềm năng."
Tuy nhiên, nhện chỉ có một cơ gấp duy nhất ở các khớp cho phép chúng uốn cong chân. Để duỗi thẳng chân trở lại, nhện sử dụng một hệ thống áp suất thủy lực, liên quan đến việc ép máu từ một khoang gần lồng ngực, được gọi là prosoma, vào chân. Máu đóng vai trò đối kháng với cơ gấp đơn và đẩy khớp mở trở lại. Nhưng khi con nhện chết, không có gì để chống lại cơ này, và các khớp đóng lại.
Tác giả chính của nghiên cứu Faye Yap, một nghiên cứu sinh về kỹ thuật cơ khí tại Đại học Rice, Mỹ cho biết: “Khi nhện chết, chúng sẽ mất khả năng tự điều áp cơ thể. Đó là lý do tại sao chúng cuộn tròn."
Nhóm nghiên cứu đã cắm một cây kim vào ổ của một xác nhện khô và dán nó vào đúng vị trí. Khi họ thổi không khí vào, luồng không khí sẽ kích hoạt hệ thống thủy lực giống như máu chảy của nhện, buộc chân phải duỗi thẳng. Khi không khí được hút ngược ra ngoài, chân nhện trở lại tư thế cuộn tròn tự nhiên.
Các thí nghiệm sâu hơn với các công cụ chuyển thể cho thấy chúng có thể nâng những vật nặng hơn 130% trọng lượng cơ thể một cách đáng tin cậy và đôi khi, chúng còn có thể nâng nhiều hơn nữa. Tuy nhiên, sau khoảng 1.000 chu kỳ mở và đóng chân của chúng, các hoán vị tử trở nên kém hiệu quả hơn và có dấu hiệu hư hỏng.
Nhóm nghiên cứu đã chỉ ra rằng máy gắp từ nhện có thể được sử dụng để di chuyển các thành phần dễ vỡ trong mạch điện mà không làm hỏng chúng, điều này gợi ý về tính hữu ích của chúng trong việc hỗ trợ lắp ráp vi điện tử và các dự án xây dựng quy mô nhỏ khác.
Những con nhện đã được tái sinh có thể là công cụ hiệu quả để bắt côn trùng vì chân của chúng đã phát triển đặc biệt để bắt những động vật chân đốt nhỏ bé, và khả năng ngụy trang tự nhiên của chúng có thể giúp chúng ẩn mình trên đồng ruộng.
Sử dụng các công cụ xử lý thay vì các cấu trúc cơ khí làm bằng kim loại và nhựa cũng có thể giúp giảm thiểu chất thải được tạo ra trong quá trình sản xuất công cụ. Preston nói: “Bản thân những con nhện có thể phân hủy sinh học."
Nhện sói rất phổ biến và dễ thu thập, vì vậy sẽ có một nguồn cung cấp xác nhện rẻ và dồi dào cho các kỹ sư biến đổi thành những con robot làm việc hoàn hảo.
