Durch das kontrollierte Injizieren und Ablassen von Luft konnten die Forschenden die Beine der toten Spinne öffnen und schließen und das Tier so als robotischen Greifer für kleine elektronische Bauteile verwenden.

Durch das kontrollierte Injizieren und Ablassen von Luft konnten die Forschenden die Beine der toten Spinne öffnen und schließen und das Tier so als robotischen Greifer für kleine elektronische Bauteile verwenden. (Bild: Rice University)

Forschenden der Rice University in den USA ist es gelungen, eine tote Spinne so mit Hilfe von Druckluft zu manipulieren, dass sie als Robotik-Greifer für die Manipulation von kleinen Elektronik-Bauteilen genutzt werden konnte. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler denken bereits an weitere Anwendungen von totem Gewebe in der Robotik und sprechen von dem neuen Forschungszweig der Necrobotics.

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Wie kam es zu der Entdeckung?

Haben keine Angst vor Spinnen: David Preston und seine Forscher-Kollegin Faye Yap
Haben keine Angst vor Spinnen: David Preston und seine Forscher-Kollegin Faye Yap (Bild: Brandon Martin)

Das etwas skurrile Experiment geht auf einen Zufall zurück: Kurz nach dem Start von Davin Prestons Innovation Laboratory an der Rice University im Jahr 2019 waren er und seine Forschungskollegin Faye Yap dabei, Ausrüstung umzuräumen. "Dabei fanden wir eine tote Spinne, und wir fragten uns, warum Spinnen im Tod ihre Beine stark anziehen", erinnert sie sich. Das Interesse kam nicht von ungefähr, denn Prestons Labor beschäftigt sich gezielt mit der Verwendung von weichen Materialien in der Robotik.

Die Antwort lag in der Physiologie der Spinnenbeine. Die Tiere verwenden - anders etwa als Menschen - keine antagonistischen Muskel-Paare zu Bewegung der Beine, sondern eine Art hydraulisches System. Zwar werden die Spinnenbeine von einem Muskel an den Körper herangezogen, das Ausstrecken passiert aber durch das Hineinpumpen von Blut in die Beinchen, gesteuert durch Ventile an den einzelnen Gliedmaßen.

Beim Tod des Tieres öffnen sich diese Ventile und bleiben auch so. Für Daniel Preston war das ein entscheidender Vorteil: "Dieser Zustand hat uns erlaubt, alle Beine gleichzeitig zu bewegen."

Die Umwandlung der toten Spinne in einen Greifen war technisch recht einfach: Dazu wurde einfach eine Injektionsnadel in die Prosoma genannte "Hydraulikkammer" des Tieres gesteckt und mit ein Tropfen Sekundenkleber befestigt. Über eine Spritze wurde Luft in die Kammer - und damit die Beine - gepumpt und wieder abgelassen.

So funktioniert die Umwandlung einer Spinne in einen Roboter-Greifer
So funktioniert die Umwandlung einer Spinne in einen Roboter-Greifer (Bild: Preston Innovation Laboratory)

Wie lange hält eine tote Spinne als Greifer?

In ihren Experimenten konnte die Forschenden bis zu 1000 Öffnungszyklen erzielen, dann zeigte die tote Spinne Verschleißerscheinungen. Preston und Yap vermuten, dass das Verdunsten der im toten Tier noch enthaltenen Flüssigkeit die Ursache dafür ist. "Wir könnten das vermutlich durch eine Überzug aus Polymer verhindern", so Preston. Der Spinnengreifer kann als Traglast im übrigen etwa das 1,3-Fache seines Eigengewichts anheben und transportieren.

Was lässt sich mit Necrobotics noch anfangen?

Die grundlegende Idee der Forschenden ist, clevere Konzepte der Natur mit HIlfe von Necrobotics direkt zu nutzen, statt sie aufwändig - und nicht immer erfolgreich - technisch nachzubilden.  Zudem seien Greifer aus toten Tieren eine nachhaltige Lösung, das sie vor natur aus biologisch abbaubar seien.

Eine weitere konkrete Anwendung - neben der Manipulation empfindlicher Kleinteile - sei zum Beispiel das Fangen von Insekten, da der Spinnengreifer über eine perfekte natürliche Tarnung verfügt.

Die Grundlagen zum Thema Robotik

Mit dem Thema kollaborative und Low-Cost-Robotik kommen auf Mittelstand und Handwerksbetriebe ganz neue Fragestellungen zu. Im folgenden finden Sie die wichtigsten Grundlagen verständlich erklärt:

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