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Pouco depois de Daniel Preston , professor assistente de engenharia mecânica, estabelecer seu laboratório no Departamento de Engenharia Mecânica de Rice em 2019, ele e a estudante de graduação em engenharia mecânica Faye Yap tiveram seu momento Eureka .
“Estávamos movendo coisas no laboratório e notamos uma aranha enrolada na beira do corredor”, disse Yap em comunicado . “Estávamos realmente curiosos para saber por que as aranhas se enrolam depois de morrer”.
Os pesquisadores descobriram que “as aranhas não têm pares de músculos antagônicos, como bíceps e tríceps em humanos”. Yap disse: “Eles só têm músculos flexores, que permitem que suas pernas se enrolem, e as estendem para fora por pressão hidráulica. Quando morrem, perdem a capacidade de pressurizar ativamente seus corpos. É por isso que se enrolam.
“Na época, estávamos pensando: ‘Ah, isso é superinteressante.’ Queríamos encontrar uma maneira de aproveitar esse mecanismo “, disse ela. Anos depois, os engenheiros revelam como reaproveitar aranhas mortas como garras mecânicas que podem se misturar em ambientes naturais enquanto pegam objetos, como outros insetos, que os superam.
Um estudo de acesso aberto na Advanced Science delineou o processo pelo qual Preston e o principal autor Yap aproveitaram a fisiologia de uma aranha no primeiro passo em direção a uma nova área de pesquisa que eles chamam de “necrobótica”.
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Aranhas empregam sistemas hidráulicos para mover seus membros
“Acontece que a aranha depois de morta é a arquitetura perfeita para garras de pequena escala, derivadas naturalmente”, disse Preston . O assunto era naturalmente interessante para Preston, pois seu laboratório é especializado em sistemas robóticos macios que geralmente usam materiais não tradicionais, em oposição a plásticos duros, metais e eletrônicos. “A aranha se enquadra nesta linha de investigação. É algo que não foi usado antes, mas tem muito potencial”, disse ele.
As aranhas usam a hidráulica para mover seus membros , ao contrário de outros mamíferos que sincronizam os músculos opostos. Eles têm o que é chamado de câmara do prossoma que se contrai, enviando fluido corporal interno para as pernas, fazendo com que elas se estendam. O laboratório de Preston escolheu aranhas-lobo para seu serviço, e testes revelaram que elas eram capazes de levantar mais de 130% de seu próprio peso corporal, e às vezes muito mais.
Eles fizeram com que as garras manipulassem uma placa de circuito, movessem objetos e até levantassem outra aranha. A equipe inseriu uma agulha na câmara do prosoma da aranha e criou uma vedação ao redor da ponta da agulha com uma bola de supercola. Espremer uma pequena quantidade de ar através da seringa foi o suficiente para ativar as pernas da aranha, ativando assim as pernas quase instantaneamente.
Válvulas internas na câmara hidráulica das aranhas permitem que elas controlem cada perna individualmente, e isso também será objeto de pesquisas futuras, disse Preston. “A aranha morta não está controlando essas válvulas”, disse ele. “Eles estão todos abertos. Isso funcionou a nosso favor neste estudo porque nos permitiu controlar todas as pernas ao mesmo tempo.”
Os pesquisadores também observaram que aranhas menores podem carregar cargas mais pesadas em comparação com seu tamanho. Quanto maior a aranha, menor a carga que ela pode carregar em comparação com seu próprio peso corporal. Pesquisas futuras provavelmente envolverão testar esse conceito com aranhas menores que a aranha-lobo, disse Preston.
Fonte: Interesting Engineering
