دانشمندان در حال تبدیل عنکبوت‌ های مرده به هیولاهای فرانکشتاینی هستند

شاید همانند یک کابوس باشد؛ اما دانشمندان موفق به تبدیل عنکبوت مرده به ربات شده‌اند. در واقع دانشمندان جسد عنکبوت‌ ها را کنترل می‌کنند.

اینکه بدن بی‌جان یک عنکبوت مرده را بگیرید و آن را به یک ربات تبدیل کنید، قطعا موضوع جذابی نیست و می‌تواند سبب نگرانی افراد زیادی شود. هرچند که دانشمندان مسیر خود را می‌روند و اخیرا نیز تیمی از پژوهشگران توانسته‌اند بدن عنکبوت های گرگی مرده را کنترل کنند. در واقع این عنکبوت‌ ها حالا همچون چنگال‌های آرکید که برای انتخاب و بلند کردن اجسام به کار می‌رفتند، استفاده می‌شوند.

استفاده از عنکبوت های مرده به عنوان ربات

اولین بار وقتی که پژوهشگران یک عنکبوت مرده جمع شده را در گوشه آزمایشگاه خود دیدند، ایده این عنکبوت های مکانیکی یا ربات های مرده به ذهن آنها خطور کرد. آنها تعجب کردند که چرا همیشه پاهای عنکبوت مرده در شکمش جمع می‌شود. پژوهشگران دریافتند که مفصل‌های عنکبوت ها توسط یک سیستم فشار هیدرولیک کنترل می‌شود که پس از مرگ جانور از کار میفتد.

آنها سپس متوجه شدند که می‌توانند با مهندسی معکوس این سیستم هیدرولیک، کنترل بدن عنکبوت مرده را در دست بگیرند و به عنوان یک ربات جانی دوباره به آن بدهند. برای این کار پژوهشگران هوا را وارد جسد عنکبوت گرگی کردند که در نتیجه آن هر هشت پای جانور به صورت همزمان باز و مجدد بسته شدند. از این حرکت می‌توان برای گرفتن و بلند کردن اجسام استفاده کرد.

عنکبوت های گرگی (از اعضای خانواده Lycosidae) می‌توانند اشیاء بسیار بزرگتر از خود را نیز حمل کنند. آنها روی پاهای خود موهای ریزی دارند که به نگه داشتن شیء کمک می‌کند. بدین ترتیب می‌توان از عنکبوت ها یا همان ربات های مرده برای بلند کردن طیف گسترده‌ای از اشیاء از جمله قطعات الکترونیکی حساس، قطعات برقی کوچک و سایر عنکبوت های گرگی مرده استفاده کرد.

تیم پژوهشی مربوطه بر این باورند که کار آنها می‌تواند افراد دیگر را برای ایجاد ربات از اجساد یا بخش‌هایی از بدن سایر جانوران مرده ترغیب کند. Daniel Preston، استادیار مهندسی مکانیک در دانشگاه رایس و عضو ارشد این پژوهش گفت:

چنین چیزی پیشتر هرگز استفاده نشده بود؛ اما ظرفیت‌های زیادی دارد.

در انسان‌ها و دیگر مهره‌داران، اکثر مفاصل توسط جفت عضله‌های مخالف که یک مفصل را در جهت‌های مختلف می‌کشند، کنترل می‌شوند. مثالی از این مورد عضلات جلو بازو و پشت بازو هستند. اگر جلو بازو منقبض و پشت‌ بازو شل شود، دست ما از ناحیه آرنج خم خواهد شد. وقتی هم که پشت‌ بازو منقبض و جلو بازو شل بشود، دست مجددا به حالت اولیه برمی‌گردد.

هرچند که عنکبوت‌ها تنها یک عضله خم‌کننده در مفاصل خود دارند که اجازه می‌دهد پاها را جمع کنند. به همین خاطر برای باز کردن مجدد پاها، عنکبوت ها از یک سیستم هیدرولیک استفاده می‌کنند که شامل فرستادن خون با فشار از محفظه‌ای نزدیک به سینه به پاها می‌شود. خون نقش عضله مخالف را بازی می‌کند و باعث می‌شود که مفصل دوباره باز شود.

اما در عنکبوت مرده دیگر خون نمی‌تواند چنین کاری کند و به همین خاطر مفاصل بسته می‌شوند. برای تبدیل کردن عنکبوت های گرگی به ربات های مرده، پژوهشگران سیستم هیدرلیک بدن آنها را با جایگزین کردن آب به جای خون بازسازی کردند. آنها یک سوزن را وارد محفظه سینه یک عنکبوت مرده کرده و آن را با چسب محکم کردند.

وقتی هوا از طریق سوزن وارد محفظه شود، جریان هوا همانند خون سیستم هیدرولیک را فعال می‌کند تا پاها مجدد باز شوند. وقتی هم که هوا توسط سوزن خارج شود،‌‌ پاها به حالت جمع‌شده طبیعی خود باز می‌گردند.

عنکبوت ها در حالت طبیعی از طریق تعدادی دریچه‌، جریان خون به پاها را به صورت جداگانه کنترل می‌کنند. همین نیز سبب نگرانی پژوهشگران شده بود؛ زیرا باز کردن دریچه‌های پا در یک عنکبوت مرده کار آسانی نیست. هرچند که آنها در نهایت متوجه شدند در عنکبوت های مرده، دریچه همیشه به حالت باز باقی می‌ماند و همین نیز یکی از موانع ساخت ربات را از سر راه برداشت.

بدین ترتیب دانشمندان توانستند تمامی پاهای عنکبوت (ربات مرده) را به طور همزمان کنترل کنند که برای گرفتن اشیاء عالی است. Faye Yap، دیگر عضو این پژوهش و دانشجوی دکتری مهندسی مکانیک دانشگاه رایس در این رابطه گفت:

ما عنکبوت را برداشتیم و یک سوزن را بدون اینکه بدانیم چه اتفاقی قرار است رخ دهد، وارد بدنش کردیم. دفعه اول همه چیز به خوبی پیش رفت. خیلی کم پیش می‌آید که مهندسان در هنگام انجام آزمون و خطا به این سرعت موفق شوند.

آزمایش‌های بیشتر روی عنکبوت های مرده نشان داد که این ربات‌ های ترسناک می‌توانند بیش از ۱۳۰ درصد وزن بدن خود را بلند کنند و حتی در مواقعی توانایی بلند کردن بیشتر از آن را هم دارند. هرچند که پس از حدود ۱۰۰۰ بار چرخه باز و بسته کردن پاها، عملکرد ربات عنکبوتی با کمی افت مواجه شد و نشانه‌های از آسیب در آن پدیدار گشت. Preston در این رابطه توضیحاتی را ارائه کرد:

ما فکر می‌کنیم که این موضوع به کم شدن آب در مفاصل مربوط باشد و گمان می‌کنیم که بتوانیم این مشکل را با پوشاندن پاها با یک پلیمر خاص برطرف کنیم. این کار می‌تواند عمر ربات مرده را افزایش دهد.

عنکبوت های مرده می‌توانند کاربردهای زیادی داشته باشند که یکی از آنها استفاده به عنوان ربات برای برداشتن مدارهای الکتریکی حساس است. از آنها همچنین می‌توان در خطوط مونتاژ قطعات کوچک نیز استفاده کرد. همچنین اگر دانشمندان بتوانند کار خود را در گونه‌های دیگر نیز تکرار کنند، کارایی ربات های مرده تا حد زیادی گسترش خواهد یافت.

به عنوان مثال بوم‌شناسان قادر خواهند بود بدون آسیب زدن، حشرات زنده را برای بررسی بیشتر جمع‌آوری کنند. پاهای عنکبوت برای گرفتن بندپایان کوچک تکامل یافته است و استتار طبیعی نیز به پنهان ماندن ربات مرده کمک می‌کند. این دو مورد باعث می‌شوند که عنکبوت‌های مرده به ابزار خوبی برای بوم‌شناسان تبدیل شوند.

Preston همچنین به جنبه دیگری از این موضوع اشاره کرد:

استفاده از ربات های مرده به جای دستگاه‌های مکانیکی ساخته شده از فلز و پلاستیک می‌تواند به کاهش زباله تولید شده کمک کند؛ زیرا عنکبوت ها تجزیه‌پذیر هستند.

عنکبوت های کرگی در اکثر کشورهای جهان یافت می‌شوند و جمع‌آوری آنها نیز کار سختی نیست؛ بنابراین دانشمندان منبع ارزان و بزرگی از عنکبوت‌ های مرده را برای تبدیل به ربات در اختیار دارند.