Wir haben wahrscheinlich alle einen getötet Spinne oder zwei in der Vergangenheit, aber was wäre, wenn die Leiche dieses Spinnentiers in etwas Nützliches umfunktioniert werden könnte? Nun, Forscher der Rice University in Texas glauben, dass dies möglich ist, und leisten Pionierarbeit auf dem Gebiet der „Nekrobotik“, indem sie toten Spinnen Luft injizieren, um sie zum Greifen kleiner Objekte zu verwenden.

Als Daniel Preston, Assistenzprofessor für Maschinenbau an der Rice University, sein Labor einrichtete, fragten er und die Doktorandin Faye Yap sich, warum eine tote Spinne in der Ecke des Raums die Beine zusammengerollt hatte. Es stellt sich heraus, dass Spinnen ihre Beine durch hydraulischen Druck ausstrecken, der durch Flüssigkeit entsteht, die aus einem zentralen Hohlraum in ihre Beine gepumpt wird, was bedeutet, dass sich ihre Beine dauerhaft zurückziehen, wenn sie sterben. Preston und Yap fragten sich, ob sie diesen hydraulischen Prozess hacken könnten, indem sie Luft in die Beine einer toten Spinne blasen, um sie zu öffnen. Sie fanden heraus, dass sie es konnten, und ihre Studie über diese makabere Gelegenheit, einen biologischen Greifer herzustellen, wurde in veröffentlicht Fortgeschrittene Wissenschaft Montags.

„[Spiders] haben eigentlich nur angespannte Muskeln“, sagte Yap in einem Videoanruf, was bedeutet, dass Spinnen ihre Beine einziehen können, aber keine Muskeln haben, um sie zu strecken. „Die Art und Weise, wie sie ihre Beine ausstrecken, nutzt hydraulischen Druck.“

Dieser Druck kommt vom Prosoma der Spinne – dem Cephalothorax der Spinne, wo ihre Beine an ihrem Körper befestigt sind – der Flüssigkeit zu den Beinen der Spinne schickt, damit sie laufen kann – einzelne Beine werden durch das Öffnen und Schließen von Ventilen in der Anatomie der Spinne gesteuert. Preston, Yap und Kollegen fanden heraus, dass sie, wenn sie eine Spritze vorsichtig in das Prosoma einer toten Spinne einführten, den hydraulischen Druck mit Luft nachahmen und alle Beine der Spinne gleichzeitig ausfahren und zurückziehen konnten. Dadurch konnte die Spinne als Greifer verwendet werden. Aber warum etwas so Beunruhigendes versuchen?

„Wir sind daran interessiert, sie für Dinge wie die Entnahme von Proben zu verwenden“, sagte Preston. „Sie haben aufgrund dieser hydraulischen oder pneumatischen Betätigung, die wir anwenden können, eine intrinsische Nachgiebigkeit, die dazu beiträgt, zerbrechliche Proben oder sogar andere lebende Insekten zu schützen, wenn wir diese beispielsweise im Feld sammeln wollten.“

Die Eigenschaften des wiederverwendeten Spinnentiers sind unglaublich vielversprechend: Das Team fand heraus, dass ein Spinnengreifer mehr als 1.000 Öffnungs-/Schließzyklen überstehen und 130 % seines eigenen Körpergewichts heben könnte.

Die Forscher verwendeten hauptsächlich Wolfsspinnen für die Arbeit in diesem speziellen Manuskript, aber sie glauben, dass auch andere Spinnenarten verwendet werden könnten. Interessanterweise sagt Yap, dass die Gruppe herausgefunden hat, dass Spinnen mit größerer Körpermasse – wie die Goliath-Spinne – nur in der Lage waren, Objekte zu heben, die 1/10 ihres Körpergewichts ausmachten, während kleinere Spinnen – wie springende Spinnen – möglicherweise in der Lage waren, so hochzuheben das Doppelte ihres Körpergewichts.

Wie diejenigen außerhalb des Labors auf das Projekt reagierten, sagt Preston, die meisten waren unterstützend und sogar begeistert, als sie sahen, wie effektiv der Greifer war. Andere waren jedoch nicht allzu glücklich darüber, Spinnen in der Nähe zu haben.

„Einer der Mitarbeiter, der in unserem Front Office arbeitet, mag wirklich keine Spinnen. Also mussten wir das Front Office anrufen, wenn eine weitere Lieferung für uns eintraf, die wir für das Projekt verwenden konnten, und ihnen einfach eine Vorwarnung geben“, sagte Preston mit einem Kichern. Das Team bestellte seine Spinnen bei einem biologischen Lieferunternehmen, aber leider kamen einige von ihnen nicht verstorben. Yap führte aus: „Manchmal sind sie leblos, aber manchmal müssen wir sie einschläfern. Also suchen wir in der Literatur nach dem humansten Weg, sie zu töten.“

Obwohl das Projekt bizarr erscheinen mag, glaubt Preston, dass es genau in den Forschungsbereich seines Labors passt, in dem es um die Erforschung weicher Robotik geht. „Wir betrachten alles an der Schnittstelle von Energie, Materialien und Flüssigkeiten“, sagt er. „Die weiche Robotik verwendet normalerweise nicht traditionelle Materialien, Dinge, die nicht die typischen Hartplastikmetalle sind, sondern Dinge wie Hydrogele und Elastomere und einzigartige Betätigungsmodi wie Magnetismus und Licht.“ Preston und Yap sind sehr daran interessiert, dies als Ausgangspunkt für andere Forschungen zu nekrobotischen Greifern zu nutzen, beispielsweise um herauszufinden, wie man einzelne Beine öffnet und schließt.

Während Forscher auf der ganzen Welt an bioinspirierter Robotik arbeiten, kamen Preston, Yap und der Rest des Teams auf den Punkt und verwendeten die Biologie selbst, die vom Boden ihres Labors gepflückt wurde. Diese kreative, von der Natur inspirierte Arbeit ist eindeutig verrückte Wissenschaft vom Feinsten.