Зачем учёные превратили мёртвых пауков в роботов: как работают некроботы

Что делать с пауком после смерти? Учёные из Университета Райса придумали неожиданное применение — превращать мёртвого паука в робота. Технология называется некроботикой, и на первый взгляд она звучит как научная фантастика или даже хоррор. Но в реальности — это перспективный подход к созданию микроманипуляторов из уже готовых биологических структур. Впервые об этом заговорили в 2022 году, когда команда из Техаса опубликовала статью о некроботах — механических устройствах, собранных из тел мёртвых пауков. С тех пор разработки не остановились: лапки пауков используют как натуральные захваты для сверхточных задач, от сборки электроники до потенциальных применений в микрохирургии.

Учёные изучают пауков вдоль и поперёк. И снова пауки удивляют и дают нам новые технологии.

Почему учёные выбрали именно пауков для некроботов

Пауки — не просто страшные соседи в подвале или на углу вашего окна. Их тело устроено как настоящая гидравлическая система. Вместо мышц в лапках у них давление жидкости — гемолимфы. Когда паук умирает, давление исчезает, и лапки сжимаются.

Учёные нашли способ вернуть им подвижность и научились воссоздавать этот процесс искусственно. Они вводят миниатюрную иглу, подключённую к пневматической установке, в грудной отдел мёртвого паука, плотно фиксируют её. Управляя подачей воздуха с помощью микроконтроллера, они «оживляют» лапки — те двигаются вверх-вниз, как будто паук снова жив. Причём делать это можно с точностью до долей миллиметра.

На иллюстрации показан процесс, с помощью которого инженеры-механики из Университета Райса превращают мёртвых пауков в некророботов-манипуляторов, способных захватывать предметы под действием гидравлического давления. Источник изображения: news.rice.edu

Но ещё интереснее то, как эта система может работать в связке с искусственным интеллектом. Например, AI способен:

• распознавать объекты с помощью камеры;
• оценивать расстояние и направление;
• и точно управлять давлением, подаваемым на лапки, чтобы аккуратно захватить и перенести микроскопические детали.

Так мёртвый паук становится частью кибернетического организма — некробота, который сочетает биологическую точность и электронный интеллект. Почему это удобно:

• Паучьи лапки могут поднимать груз до 130% собственного веса — это больше, чем у многих промышленных манипуляторов;
• До 1000 сжатий — столько циклов выдерживает один некробот без разрушения ткани;
• Не нужно собирать с нуля — тело паука уже само по себе идеально приспособлено к нужной задаче;
• И, наконец, утилизация проста — никакой пластмассы, всё органическое.

Что такое некроботика и зачем она нужна в медицине и инженерии

Некроботика — это направление, в котором используются уже мёртвые биологические организмы как элементы для создания роботов. Это не зомби-роботы, а скорее инженерное переиспользование природных механизмов.

С помощью захвата можно поднять перемычку и разорвать цепь на электронной макетной плате, выключив светодиод. Источник изображения: newscientist.nl

Пока технологии находятся на стадии лабораторных экспериментов. Но их уже применяют в точных задачах вроде микросборки, работы с хрупкими материалами, а в будущем — возможно, и в офтальмологии, где нужны минимальные движения и нечеловеческая точность.

Инженеры из Райса утверждают: пауки — не только дешёвая альтернатива микроприводам, но и вдохновение для новых биосовместимых технологий. Некробот может стать тем самым промежуточным звеном между природой и машиной.

А чтобы не пропустить новые прорывы в технологиях, подписывайся на наши каналы в Telegram и Дзен.

Некоторые виды пауков, например волки-пауки и пауки-птицееды, способны поднимать и удерживать груз в 2–2,5 раза тяжелее своего веса. Причём делают это не за счёт мышц, а с помощью изменения давления в лапках. Учёные из Райса научились этим управлять — и получили миниатюрный робот-захват.

Добавляя к этому ИИ, который будет управлять давлением с точностью до миллибара — получается жутко эффективный (и слегка пугающий) инструмент будущего, в том числе и медицинский.