Cientistas estão transformando aranhas mortas em ‘necrobots’ – robôs cadáveres

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(Créditos: Laboratório de Inovação de Preston/Universidade Rice)

Traduzido por Julio Batista
Original de Felicity Nelson para o ScienceAlert

Quando a estudante de engenharia mecânica Faye Yap viu uma aranha morta caída no corredor, ela pensou se ela poderia ser usada como um componente robótico.

Transformar aranhas mortas em garras mecânicas pode ser a ideia de um cenário de pesadelo para algumas pessoas, mas pode ter benefícios tangíveis. Pernas de aranha podem agarrar objetos grandes, delicados e de formato irregular com firmeza e suavidade sem quebrá-los.

Então, em colaboração com o engenheiro mecânico Daniel Preston, Yap e seus colegas da Universidade Rice descobriram uma maneira de fazer as pernas de uma aranha-lobo morta se desenrolarem e se agarrarem a objetos.

Eles chamaram esse novo tipo de robótica de ‘necrobótica’.

Estranhamente, as pernas da aranha não têm músculos para extensão, mas movem as pernas por meio de pressão hidráulica – elas têm o que é chamado de câmara de prossoma, ou cefalotórax, que se contrai, enviando fluido corporal interno para as pernas, fazendo com que se estendam.

Então, a equipe inseriu uma agulha na câmara do prossoma da aranha e criou uma vedação ao redor da ponta da agulha com uma bola de supercola. Espremer uma pequena lufada de ar através da seringa foi o suficiente para ativar as pernas da aranha, alcançando uma amplitude de movimento completa em menos de um segundo.

“Pegamos a aranha, colocamos a agulha nela sem saber o que ia acontecer”, disse Yap em um vídeo no site da Universidade Rice.

“Tínhamos uma estimativa de onde queríamos colocar a agulha. E quando colocamos, funcionou, da primeira vez, logo de cara. Eu nem sabia como descrever isso, naquele momento.”

A equipe conseguiu fazer com que a aranha morta se agarrasse a uma pequena bola e usou esse experimento para determinar uma força de preensão máxima de 0,35 milinewtons.

Eles então demonstraram o uso de uma aranha morta para pegar objetos e eletrônicos delicados, incluindo fazer com que essa garra necrobótica remova um fio de ligação conectado a uma placa de ensaio elétrica e, em seguida, mova um bloco de espuma de poliuretano.

Eles também mostraram que a aranha poderia suportar o peso de outra aranha do mesmo tamanho.

Como as aranhas estendem as pernas exercendo pressão hidráulica de seu cefalotórax, quando morrem, o sistema hidráulico não funciona mais. Os músculos flexores das pernas da aranha entram em rigor mortis, mas, como os músculos só trabalham em uma direção, a aranha se encolhe.

Embora a maioria dos componentes robóticos feitos pelo homem sejam bastante complexos de fabricar, as aranhas já são complexas e (infelizmente para os aracnofóbicos) são abundantes.

“O conceito de necrobótica proposto neste trabalho tira proveito de designs únicos criados pela natureza que podem ser complicados ou até impossíveis de replicar artificialmente”, disseram os pesquisadores em seu paper.

As aranhas também são biodegradáveis, portanto, usá-las como peças de robôs reduziria a quantidade de resíduos na robótica.

“Uma das aplicações para as quais podemos ver isso sendo usado é a micromanipulação, e isso pode incluir coisas como dispositivos microeletrônicos”, disse Preston no vídeo.

Uma desvantagem da pinça de aranha morta é que ela começa a sofrer algum desgaste após dois dias ou após 1.000 ciclos de abertura e fechamento.

“Achamos que isso está relacionado a problemas com a desidratação das juntas. Achamos que podemos superar isso aplicando revestimentos poliméricos”, explicou Preston.

Os pesquisadores experimentaram revestir as aranhas-lobo com cera de abelha e descobriram que sua diminuição de massa foi 17 vezes menor do que a aranha não revestida em 10 dias, o que significava que estava retendo mais água e seu sistema hidráulico poderia funcionar por mais tempo.

Este estudo foi publicado na Advanced Science.