Dead Spider se convierte en Robot Gripper: ¡es Necrobótica!

Los brazos robóticos y las pinzas realizan un trabajo importante cada hora de cada día. Se utilizan en líneas de producción de todo el mundo, funcionando casi sin parar fuera de los períodos de mantenimiento programados.

Suelen estar construidos en acero y accionados por potentes sistemas hidráulicos. Sin embargo, algunos científicos han optado por un enfoque a menor escala que podría aterrorizar a los aprensivos. Descubrieron cómo convertir una araña muerta en una útil pinza robótica.

¿El nombre de este nuevo campo de Frankenstein? Bueno, ¡es necrobótica, por supuesto!

Trabajando con la naturaleza

Los científicos e ingenieros han respetado durante mucho tiempo los logros del mundo natural. Los diminutos insectos son capaces de hazañas que superan con creces las de nuestros robots más grandes y pueden funcionar de forma independiente durante días o semanas sin necesidad de intervención. Los intrincados sistemas mecánicos de arañas e insectos superan incluso nuestra mejor ingeniería hasta el momento.

Las arañas son especialmente impresionantes. Tienen ocho patas que son sorprendentemente fuertes, especialmente considerando sus requisitos de peso y fuerza. En lugar de intentar crear algo desde cero que coincidiera con estas capacidades, un grupo de investigadores de la Universidad de Rice decidió simplemente piratear las arañas.

El proceso de elaboración de pinzas necrobióticas con cadáveres de araña lobo. Crédito: Preston Innovation Lab, Universidad Rice

Las patas de araña solo tienen músculos para la retracción, mientras que la extensión se logra mediante un mecanismo hidráulico. En el cuerpo de la araña, una cámara llena de sangre se expande y se contrae para controlar los movimientos de las piernas de la criatura. Cada pata tiene una válvula que le permite a la araña controlar individualmente su movimiento. Al morir, todas estas válvulas se abren y el sistema hidráulico de la araña pierde presión. Esto es lo que hace que las patas de la araña se enrosquen después de la muerte.

Los investigadores se dieron cuenta de que podían usar este sistema hidráulico para extender y retraer las patas de la araña a voluntad. Con una araña muerta, todas las válvulas de las patas individuales generalmente no se abren, por lo que el control se limita a extender o contraer todas las patas a la vez. Esto hace que la araña muerta actúe como un robot de agarre, tal como se puede ver en una máquina de prueba de habilidades de arcade.

Los investigadores trabajaron con arañas lobo y comenzaron a sacrificarlas a bajas temperaturas. Luego se insertó una aguja en el cuerpo de la araña y se selló con pegamento. Esto permitió que los pasajes hidráulicos dentro de la araña se presurizaran con aire para extender las piernas. Liberar la presión permite que las piernas regresen a la posición doblada.

Pruebas y aplicaciones

Las arañas muertas son sorprendentemente robustas. Durante las pruebas, el grupo pudo obtener más de 1000 ciclos de apertura y cierre de una sola carcasa de araña. Hay un desgaste notable en el extremo superior de este rango, que el equipo cree que se debe principalmente a la deshidratación del cuerpo de la araña. Se están realizando investigaciones para ver si este problema se puede resolver con recubrimientos de polímeros especiales que evitarían que el cuerpo se seque.

El poder de elevación también fue impresionante. Los cuerpos de araña lobo podrían levantar de manera confiable el 130% de su propio peso corporal. Algunos cuerpos superarían significativamente este número. Por supuesto, es de esperar la variabilidad cuando se trabaja con el casco como material de ingeniería.

El equipo cree que las arañas muertas podrían servir como disparadores útiles para pequeñas tareas de recoger y colocar. La demostración del equipo involucró el uso de una pinza de araña para extraer puentes de una placa de circuito electrónico. Otros ejemplos incluyeron mover objetos pequeños e incluso recoger otra araña. La ventaja de la pinza necrobot es que las ocho patas de la araña son buenas para agarrar objetos de formas y tamaños extraños.

El equipo también cita la naturaleza renovable de la garra necrobot. “Las propias arañas son biodegradables”, dijo Daniel Preston, profesor asistente de ingeniería mecánica en la Universidad de Rice. “No introducimos un gran flujo de desechos, lo que puede ser un problema con los componentes más tradicionales”, agrega.

Sin embargo, las garras de los necrobots que se muestran tienen algunas limitaciones. Una vida útil de 1000 ciclos es relativamente baja para una pinza robótica, especialmente una utilizada en un entorno de producción en masa. También hay mucha variabilidad en los cuerpos de las arañas muertas que no se pueden ver con componentes robóticos comunes. Además, mientras que los cadáveres de las arañas son biodegradables, las agujas, el pegamento y las piezas de plástico no lo son. Además, la producción de trampas para arañas es un trabajo laborioso y que requiere mucho tiempo. También se requieren importantes inversiones en instalaciones para la cría de arañas.

El futuro de la Necrobótica

La investigación es convincente y muestra un control fiable de un cadáver de araña estable después de la muerte. También es mucho más simple que otros proyectos de robótica de insectos que utilizan electrodos insertados en el cerebro de la cucaracha para su control. No hay necesidad de manipular el cerebro de un ser vivo o luchar contra sus instintos naturales para que realice una tarea determinada.

Sin embargo, la investigación generaría preocupaciones éticas para algunos. Esto es quizás menos preocupante que la esclavitud electrónica de los seres vivos. Independientemente, las personas siempre han tenido fuertes sentimientos sobre el manejo adecuado y el respeto de los restos humanos. Es probable que el uso de una araña atraiga mucha menos condena que si la misma investigación se realizara con un ratón o un hámster, por ejemplo. Pruebe la misma hazaña con un gato o un perro y es posible que espere que su laboratorio se apague rápidamente.

Para que quede claro, no creemos que vayas a usar pick-and-place basado en araña en el corto plazo. Pero es probable que trabajar en el campo de la necrobótica nos enseñe mucho sobre cómo funcionan los cuerpos de los animales y los insectos. También pueden guiar el desarrollo de nuestras propias creaciones robóticas o biomecatrónicas. En cualquier caso, la búsqueda del conocimiento nos marca a menudo caminos extraños y tortuosos a seguir. Y a veces, solo a veces… esos caminos están cubiertos de arañas.

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