【融资24小时】2021年11月29日
06-17
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本文来自微信公众号“新智元”（AI_era）作者：新智元编辑：腊燕桃子 这么困死而复生的蜘蛛变成了“死灵机器人”。
看过《异星灾变》的人立刻就会想到可怕的招魂师。
资料来源：新智元 但这个不死机器人不是那样的。
被誉为蜘蛛界的“王牌举重”！它不仅可以拾取不规则物体，例如电子零件。
资料来源：新智元也能轻松举起他的同伴。
这么奇怪，再看看[doge] 来源：新智元 这项研究是莱斯大学科学家的最新发现。
只需一根针和一些空气，狼蛛机器人就可以举起 50% 的体重。
最重要的是，它可以承受最近的打开和关闭周期。
目前，最新研究成果已发表在Advanced Science上。
论文地址：来源：新智元 为了开始研究，合适的蜘蛛尸体是必不可少的。
研究人员将狼蛛暴露在冰冻温度（约-4°C）下5至7天，从而获得了理想的样本。
同时，还用电子显微镜扫描了狼蛛的髌股关节图像，具体展示了关节膜的样子。
这进一步为研究人员提供了启发。
图片来源：新智元 接下来，制作一个坏死机械手只需要一个简单的步骤：将一根针插入死狼蛛的前肢区域，然后用胶水将针固定在蜘蛛的身体上，最终形成一个闭合的圆圈。
。
图片来源：新智元的神奇事，这里不需要做任何操作，胶水就能自动落在针和狼蛛的界面上。
这是因为三相能量最小化。
首先，将一滴胶水注入针的侧面并粘附在其上，从而最大限度地减少针表面的能量。
其次，胶水沿着针向下移动，在重力的影响下与蜘蛛的角质层或外骨骼的表面接触。
最后，当接触时，胶滴沿着针和蜘蛛角质层之间的界面形成半月形的水坑。
最终，胶水在固化时会形成气密密封。
如下图所示，来源：新智元，从插入针头到点胶的整个过程大约10分钟即可完成。
由此，研究人员创造了一个完全可操作的夹具。
研究人员在纸上模仿了这种自密封机制。
该纸模仿蜘蛛角质层的特性，并将类似的针插入纸中。
然后，他们在纸上滴了一滴染成蓝色的胶水，成功地重新形成了气密密封。
这样做是为了证明，当胶水滴落并在蜘蛛外骨骼和针之间的界面处扩散时，确实可以实现动态能量最小化。
同时，研究人员还利用扫描电镜对蜘蛛身上针的插入点进行成像，以显示针与角质层之间的密封情况。
研究人员选择了蜘蛛的前肢，因为它们的外骨骼比腹部更坚硬。
来源：新智元 而且由于蜘蛛的腿只含有屈肌，蜘蛛死后，由于缺乏静水压力（静水压力是蜘蛛活着时前肢的肌肉产生的），蜘蛛的腿会向着前方弯曲。
身体。
最后，待胶水凝固后（本研究使用氰基丙烯酸酯胶水，凝固时间约为10分钟），将注射器连接到皮下注射针的鲁尔锁上。
这样就完成了蜘蛛尸体抓取器的制作。
这样，当机器人手没有受到压力时，蜘蛛身体的腿会自然地保持向内弯曲。
这种状态被研究人员称为爬行的“中立状态”。
当研究人员通过注射器施加压力时，腿部向外延伸，机械臂打开。
资料来源：新智元不是很了不起吗？资料来源：新智元 这是因为蜘蛛在一生中会主动收缩前肢的肌肉以增加内部液压，从而伸展腿部。
研究人员利用蜘蛛尸体制作的“机械手”，实际上是用外部气压的变化来代替蜘蛛主动的血淋巴压力调节机制。
总而言之，当蜘蛛的内部压力高于大气压时，它就会“踢腿”，否则就会缩回腿。
无论压力变化是蜘蛛活着时自发发生的，还是人为增加或减少的。
图片来源：新智元 上图显示了研究人员测试的“僵尸蜘蛛”的抓握力。
通过比较八种不同夹持压力的结果，发现夹持压力的增加会导致夹持力的减小。
可以说，三年前正是一次偶然，激发了我研究死亡蜘蛛软体机器人的念头。
而这件事早在3年前就开始了。
Daniel Preston 于 2011 年在莱斯大学机械工程系建立了自己的实验室后开始了这个项目。
来源：新智元论文的第一作者 Te Faye Yap 说，当我们把东西搬到实验室时，我们注意到了蜘蛛它蜷缩在走廊的边缘。
这引起了Yap的好奇：“为什么蜘蛛死后会蜷缩成一团？”经过一番研究，答案出现了：蜘蛛没有拮抗肌对，就像人类上臂的肌肉，如肱二头肌和肱二头肌一样。
肱三头肌，而它们只是屈肌。
说白了，蜘蛛缺乏可以伸直腿的伸肌，但却有可以弯曲腿的屈肌。
当蜘蛛需要伸直双腿时，它依靠的是双腿的“液压系统”。
该系统就像用于注射的注射器。
当充满液体时，推杆将向外推动以伸直腿部。
当蜘蛛死亡时，它的体液会逐渐流失，它的腿也无法再伸直，于是在屈肌的作用下缩回。
资料来源：新智元 这太有趣了！莱斯大学的成员有一个想法，希望找到一种方法来利用这一机制。
丹尼尔·普雷斯顿表示，蜘蛛的液压关节使其能够独立控制每条腿，而死去的蜘蛛将无法控制这些阀门，这也是未来研究的主题。
因此，这对我们的研究是有利的，因为死亡蜘蛛允许我们同时控制所有的腿。
这项看起来又酷又吓人的研究有何意义？毕竟我们做的是机器人，当然主要应用还是为人类服务。
例如，让它拾取和放置物体、执行重复性任务、在小区域内对物体进行分类和移动，甚至执行微电子组装和其他类似任务。
例如，您可以操作电路板并关闭LED灯。
来源：新智元 另一个应用是让死灵蜘蛛机器人捕捉自然界中较小的昆虫，利用它的身体成为天生的伪装大师。
此外，蜘蛛本身很容易生物降解，因此研究过程中不会产生大规模废物流。
但这个实验对一些人来说听起来像是一场噩梦，而且还面临道德谴责。
图片来源：新智元 图片来源：新智元 正如普雷斯顿所说，软体机器人领域的研究非常有趣，因为我们可以使用以前从未开发过的驱动器和材料。
目前，蜘蛛是隐藏这一巨大潜力技术的原材料。
作者介绍了该论文的第一作者Te Faye Yap，他目前是莱斯大学机械工程专业的博士生。
他的导师是作者本论文的通讯作者 Daniel Preston 教授。
资料来源：新智元 此前，她在路易斯安那大学拉斐特分校获得了机械工程学士学位。
资料来源：Daniel Preston 博士于 2011 年获得阿拉巴马大学机械工程学士学位，随后分别于 2008 年和 2015 年获得麻省理工学院硕士和博士学位。
目前，他领导莱斯大学创新实验室（PI Lab），并于今年 5 月获得了 NSF 职业奖。
资料来源：新智元 大自然本身就做得很好。
直到今天，科学仍然借用和“窃取”自然来取得进步。
来源：新智元 有网友表示，有一天，他会成为一个人。
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