如何将死蜘蛛改造为可怕的爪型抓取器

经改造的蜘蛛尸体令人毛骨悚然，但研究人员认为它们有一些实际的用途。

作者：凯文·赫尔 2022年7月27日下午

我们可能都曾杀死过一到两只蜘蛛，但如果蜘蛛的尸体能被改造成有用的东西呢？德克萨斯州莱斯大学的研究人员认为该问题的答案是肯定的，他们向死蜘蛛注入空气，让它们抓取小物体，并且他们认为该研究将成为“尸体机器人”领域的先驱。

莱斯大学机械工程助理教授Daniel Preston在创建他的实验室时，他和研究生Faye Yap想知道，为什么房间角落里的一只死蜘蛛的腿会蜷缩起来。事实证明，蜘蛛将腿伸展其实是利用了从中央腔泵入腿中的液体所产生的液压，这意味着当它们死亡时腿会永久收缩。Preston和Yap想知道，他们是否可以通过向死蜘蛛的腿中注入空气来迫使它们伸开，从而破解液压过程。他们最终成功了，并将这项令人毛骨悚然的生物抓取器的研究发表在周一的Advanced Science上。

Yap在视频通话中说：“（蜘蛛）实际上只有控制屈曲的肌肉。”这意味着蜘蛛可以把腿收起来，但却没有肌肉可以将其伸展开。“它们伸展腿的方式就是利用液压。”

液压来自蜘蛛的前体，即蜘蛛的头胸部，也是其腿与身体相连的部位。当液体输送到蜘蛛的腿上时，蜘蛛便可以行走，蜘蛛的每条腿都是由其解剖学瓣膜的开放和关闭来控制的。Preston和Yap及同事们发现，如果小心地将注射器插入一只死蜘蛛的前体，就可以用空气模拟液压，并且同时伸展和收缩蜘蛛的所有腿。这就意味着蜘蛛可以被用作抓取器。但为什么要尝试这么令人恐怖的事情呢？

Preston说：“我们对利用它们进行样本收集等工作很感兴趣。由于我们能够利用液压或气动驱动，因此它们具有可控性，这有助于保护一些易碎的样本，甚至是一些活体昆虫。”

经改造的蜘蛛极具特性：研究小组发现，蜘蛛爪可以持续1000次以上的开关循环，并可以举起130%自身重量的重物。

在该研究中，研究人员主要使用了狼蛛，但他们认为其他种类的蜘蛛也可以使用。有趣的是，Yap说，研究小组发现，体型较大的蜘蛛（如歌利亚蜘蛛）只能举起体重1/10的物体，而体型较小的蜘蛛（如跳蛛）却能举起体重两倍的物体。

谈及该项目以外的人对该项目的反应，Preston说，当他们看到抓取器的效果时，大多数人都表示支持，甚至非常兴奋。然而，也有人不太喜欢周围有蜘蛛。

“我们前台的一位员工非常不喜欢蜘蛛。所以，每当有新的用于我们项目的快递送到时，我们必须给前台打电话提醒他们一下。” Preston笑着说。研究小组从一家生物供应公司订购了蜘蛛，但不幸的是，其中一些蜘蛛并没有死亡。Yap解释说：“有时它们是已经死了的，但有时我们不得不对它们实施安乐死。因此我们会从文献中寻找最人道的方式杀死它们。”

虽然这个项目看起来很奇怪，但Preston认为这符合其实验室软体机器人的研究范围。他说：“我们关注能源、材料和流体的交叉。软体机器人通常使用非传统材料，这些材料不是典型的硬塑料金属，而是水凝胶和弹性体，以及磁和光等独特的驱动模式。”Preston和Yap非常乐意将该项目作为其他尸体机器人抓手研究的起点，比如进一步弄清楚如何打开和关闭每条腿。

当全球的研究人员都在研究仿生机器人时，Preston、Yap及团队的其他成员直接切入重点，从实验室的蜘蛛着手并利用生物本身进行研究。这一创造性的、受自然启发的研究显然是疯狂科学的最佳状态。

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