Man nehme eine Wolfsspinne, töte sie und reanimiere dann ihre Beine unter Verwendung einer Nadel und Luft. Das beschreibt in kurzen Worten das Projekt eines Teams aus Ingenieurinnen und Ingenieuren der texanischen Rice-Universität.
Anatomische Eigenheit prädestiniert Spinnen als „biologische Greifer“
Wenn Spinnen ihre Beine strecken, benutzen sie dafür keine Muskeln, sondern Blut, das sie im Rahmen eines hydraulischen Prozesses in ihre Gliedmaßen bringen. Dafür haben sie eine eigens vorgesehene Kammer im Körper, mit deren Hilfe sie ihre Beine durch Auf- und Abpumpen der Körperflüssigkeit kontrollieren können.
Diesen Mechanismus hat sich nun ein Forschendenteam um die Maschinenbaustudentin Faye Yap zunutze gemacht. Ihr Co-Autor Daniel Preston erklärt:
„Zufälligerweise ist die Spinne nach ihrem Tod die perfekte Architektur für kleine, natürlich abgeleitete Greifer“.
In einer jüngst in der Zeitschrift Advanced Science veröffentlichten Studie stellt das Team das Projekt ausführlich vor. Weil es sich bei der Vorgehensweise um eine Kombination aus Natur und Robotik handelt, nennen sie ihre Spinnen „Nekroboter“. Das Bestimmungswort Nekro soll klarstellen, dass die Spinne tot ist. Der Rest erklärt sich von selbst.
Was die Forschenden also taten, war, eine Nadel in die Kammer, die die Spinne zur hydraulischen Kontrolle ihrer Beine nutzt, einzuführen. Zunächst leerten sie die vorhandene Körperflüssigkeit, dann versiegelten sie die Eintrittsstelle der Nadel mit Klebstoff. Nun konnten sie per Luftdruck das Öffnen der Beine auslösen. Das Schließen funktioniert über eine Art Sehne. Die ist übrigens der Grund dafür, dass tote Spinnen nie mit gestreckten Beinen zu sehen sind.
Im Versuch zeigte sich, dass die Greifspinnen in der Lage waren, mehr als ihr eigenes Körpergewicht zu heben. Die Forschenden testeten die Hebekraft an einer anderen Spinne und kleinen Objekte wie Teilen einer Leiterplatte.
Hier wird ein Greifer verwendet, um einen Jumper anzuheben und einen Schaltkreis auf einer Leiterplatte zu unterbrechen, wodurch eine LED ausgeschaltet wird. (Bild: Preston Innovation Laboratory/Rice University)
Biologische Greifer mit Vorteilen
In der Nutzung biologischer Greifwerkzeuge sieht das Team einige Vorteile. So könnten die kleinen Greifer unregelmäßige Objekte greifen, sich unauffällig in ihre Umgebung einfügen und seien mit der Zeit auch dem biologischen Zerfall ausgesetzt.
In einem nächsten Schritt beabsichtigen die Forschenden, ihre Methode an kleineren Spinnen auszuprobieren. Zudem möchten sie herausfinden, wie sie die Beine einzeln auslösen können.
