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Prendre le corps sans vie d’une araignée morte et le réanimer en tant que robot est une idée qui ferait des cauchemars pour la plupart des gens. Mais les scientifiques ne sont pas la plupart des gens. Récemment, une équipe de chercheurs a retourné les cadavres de araignées-loups dans des machines à griffes de style arcade qui pouvaient ramasser et déplacer une variété d’objets, y compris d’autres araignées-loups mortes.
L’idée des pinces arachnides mécanisées, ou « nécrobots », est née lorsque des chercheurs ont remarqué une araignée morte recroquevillée en boule dans un coin de leur laboratoire d’ingénierie. Après avoir recherché pourquoi les pattes des araignées mortes semblent toujours être tirées fermement vers leur abdomen, les scientifiques ont appris que les articulations des araignées étaient contrôlées par un système de pression hydraulique qui tombe en panne lorsque les arachnides meurent. L’équipe s’est alors rendu compte qu’elle pouvait désosser ce système hydraulique pour détourner le cadavre de l’araignée et lui donner une seconde vie en tant que machine.
En soufflant de l’air dans les cadavres d’araignées-loups, l’équipe a découvert que les huit pattes pouvaient être simultanément redressées et recroquevillées pour créer un mouvement de saisie qui pourrait ensuite être utilisé pour soulever des objets. Les araignées-loups – un groupe qui comprend près de 2 400 espèces de la famille des Lycosidae – peuvent transporter des objets beaucoup plus gros qu’eux-mêmes et avoir de minuscules poils sur leurs pattes qui leur donnent une adhérence supplémentaire. Cela signifie que les nécrobots pourraient ramasser une grande variété d’objets, y compris des objets délicats électrique composants, des mailles de forme irrégulière et, oui, des araignées-loups mortes, ont expliqué les chercheurs dans une nouvelle étude.
Les chercheurs pensent que leurs travaux pourraient inspirer la création d’autres nécrobots à partir des cadavres ou de parties individuelles du corps d’autres animaux morts. « C’est quelque chose qui n’a jamais été utilisé auparavant, mais qui a beaucoup de potentiel », a déclaré l’auteur principal de l’étude, Daniel Preston, professeur adjoint de génie mécanique à la Rice University de Houston. dit dans un communiqué (s’ouvre dans un nouvel onglet).
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Chez les humains et les autres vertébrés (animaux à colonne vertébrale), la plupart des articulations sont contrôlées par des paires de muscles antagonistes, qui sont des muscles opposés qui tirent une articulation dans des directions différentes. Un exemple de paire de muscles antagonistes chez l’homme est le biceps et le triceps : lorsque le biceps se contracte et que le triceps se détend, notre bras se plie au niveau du coude ; lorsque le triceps se contracte et que le biceps se détend, notre bras se redresse à nouveau.
Cependant, les araignées n’ont qu’un seul muscle fléchisseur dans leurs articulations qui leur permet de plier leurs pattes. Pour redresser à nouveau leurs pattes, les araignées utilisent un système de pression hydraulique, qui consiste à forcer le sang d’une chambre près du thorax, connue sous le nom de prosoma, dans les pattes. Le sang agit comme l’antagoniste du muscle fléchisseur unique et pousse l’articulation vers l’arrière. Mais quand l’araignée meurt, il n’y a rien à pousser contre ce muscle et les articulations se ferment.
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« Quand ils meurent, ils perdent la capacité de pressuriser activement leur corps », a déclaré l’auteur principal de l’étude, Faye Yap, doctorant en génie mécanique à l’Université Rice, dans le communiqué. « C’est pourquoi ils se recroquevillent. »
Pour transformer les araignées-loups en nécrobots, les chercheurs ont recréé le système hydraulique des arachnides, en substituant l’air au sang. L’équipe a inséré une aiguille dans le prosoma d’un cadavre d’araignée desséché et l’a collée en place. Lorsqu’ils soufflaient de l’air dans la chambre à travers l’aiguille, le flux d’air activait le système hydraulique comme le ferait le sang d’une araignée, forçant les pattes à se redresser. Lorsque l’air a été aspiré par l’aiguille, les jambes sont revenues à leur position naturellement recroquevillée.
Normalement, les araignées contrôlent chaque jambe par des valves qui ajustent le flux sanguin dans chaque membre. Les chercheurs s’inquiétaient de la façon dont cela affecterait la mobilité de leurs araignées réanimées, car il n’y avait pas de moyen facile d’ouvrir les valves des jambes des cadavres. Mais il s’est avéré que chez les araignées mortes, les vannes étaient bloquées en permanence en position « ouverte », a déclaré Preston. Cela a permis aux chercheurs de contrôler simultanément toutes les jambes d’un nécrobot, ce qui les rend parfaites pour saisir des objets, a-t-il ajouté.
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Les araignées-loups mortes étaient si bien adaptées à leur nouvelle tâche que les chercheurs ont pu créer un nécrobot fonctionnel dès leur première tentative. « Nous avons pris l’araignée, nous y avons placé l’aiguille sans savoir ce qui allait se passer », a déclaré Yap. « Et quand nous l’avons fait, cela a fonctionné la première fois, dès le départ. » Il est extrêmement rare que les ingénieurs réussissent si rapidement lors de ce type d’expérience par essais et erreurs, a-t-elle ajouté.
D’autres expériences avec les nécrobots ont montré qu’ils pouvaient soulever de manière fiable des objets pesant plus de 130% de leur propre poids corporel, et parfois, ils pouvaient soulever encore plus. Cependant, après environ 1 000 cycles d’ouverture et de fermeture de leurs jambes, les nécrobots sont devenus moins efficaces et ont montré des signes de dommages.
« Nous pensons que cela est lié à des problèmes de déshydratation des articulations », a déclaré Preston. Cependant, les chercheurs pensent qu’ils peuvent éventuellement surmonter ce problème en enduisant les jambes de polymères spéciaux, ce qui prolongerait la durée de vie des nécrobots, a-t-il ajouté.
Les nécrobots ont un large éventail d’applications potentielles, selon le communiqué. L’équipe a déjà montré que les pinces araignées peuvent être utilisées pour déplacer des composants fragiles dans des circuits électriques sans les endommager, ce qui laisse entrevoir leur utilité pour aider à l’assemblage de microélectronique et d’autres projets de construction à petite échelle. Et si les scientifiques peuvent reproduire leur travail avec d’autres espèces, cela pourrait encore élargir la gamme de projets qui pourraient bénéficier de la touche délicate d’un nécrobot, a rapporté l’équipe dans l’étude.
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Les écologistes pourraient également utiliser des nécrobots pour collecter des insectes vivants à étudier dans la nature sans les endommager, a déclaré Yap. Les araignées réanimées sont probablement des outils très efficaces pour capturer les insectes car leurs pattes ont évolué spécifiquement pour attraper de minuscules arthropodes, et leur camouflage naturel pourrait aider à les garder cachés sur le terrain, a-t-elle ajouté.
L’utilisation de nécrobots au lieu de constructions mécaniques en métal et en plastique pourrait également contribuer à réduire les déchets produits lors de la fabrication d’outils. « Les araignées elles-mêmes sont biodégradables », a déclaré Preston. « Nous n’introduisons donc pas un gros flux de déchets, ce qui peut être un problème avec des composants plus traditionnels. »
Les araignées-loups sont extrêmement courantes, répandues et faciles à collecter, il y aurait donc une offre bon marché et abondante de cadavres d’araignées pour que les ingénieurs se transforment en nécrobots – tant que ces ingénieurs ne le sont pas arachnophobieC’est.
L’étude a été publiée en ligne le 25 juillet dans la revue Sciences avancées (s’ouvre dans un nouvel onglet).
Publié à l’origine sur Live Science.
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