De groeiende toepassingen van 'necrorobotica': het omzetten van dode spinnenkarkassen in biohybride robots

In 2022 gebruikten wetenschappers van Rice University in de Verenigde Staten de term 'necrobot' om te verwijzen naar de creatie van biologische robots uit de lijken van dieren. Een studie gepubliceerd in Advanced Science beschreef hoe hoofdauteur Faye Yap en Daniel Preston van Rice's George R. Brown School of Engineering de unieke fysiologie van wolfspinnen gebruikten om ze te gebruiken als mechanische grijpinstrumenten. Ze waren in staat om objecten te grijpen die tot 130% zwaarder waren dan hun eigen gewicht en meer dan 1000 grijpcycli uit te voeren, met behoud van precisie en stabiliteit. "Het blijkt dat de spin, na zijn dood, de perfecte architectuur is voor kleinschalige, natuurlijk gevormde grijpers", aldus Preston in een verklaring.

Dit was een eerste stap richting automatisering en een nieuw onderzoeksgebied dat ze "necrorobotica" noemden. Sindsdien worden hun toepassingen bestudeerd, met name voor het uitvoeren van kleine, precieze taken zoals het manipuleren van elektronische componenten zoals microchips. Er wordt ook gesproken over hun gebruik bij oppervlakkige operaties of wanneer er een tekort is aan medische apparatuur , en hun natuurlijke camouflage maakt ze ideaal voor oogsten in de natuur. Tegelijkertijd hebben we het hier over goedkope, biologisch afbreekbare robotica.

" Door gebruik te maken van eigenschappen en mechanismen die vergelijkbaar zijn met die in de natuur, kunnen technisch ontwikkelde systemen worden ontwikkeld met geheel nieuwe mogelijkheden of voordelen; dit onderzoeksgebied staat bekend als bio-geïnspireerd of biomimetisch ontwerp ", zo beschrijven ze in het artikel.

"Door organismen te observeren die zich door millennia van evolutie hebben verfijnd, hebben wetenschappers en ingenieurs mogelijkheden ontwikkeld variërend van oppervlaktebevochtigingsmodificaties gebaseerd op lotusbladeren en Namibische kevers tot hechtingsmechanismen die de tenen van gekko's nabootsen", aldus het onderzoek van Rice University. Het voegt eraan toe dat onderzoekers ook inspiratie hebben gehaald uit de voortbeweging van land- en waterdieren om robotontwerpen te sturen.

Om zoiets te bereiken, was de eerste stap het begrijpen van hun voortbeweging. Faye Yap gaf zelf aan de media toe dat ze als werktuigbouwkundig ingenieur nooit had kunnen bedenken dat haar onderzoek naar hydrauliek op deze manier gebruikt zou worden. Het begon allemaal toen ze een dode spin op de vloer van haar laboratorium vond. Nadat ze hem had geobserveerd, realiseerde ze zich dat ze altijd krimpen als ze sterven.

"Omdat spinnenpoten alleen buigspieren bevatten, krullen de poten van de spin na de dood naar binnen, richting het lichaam, door het gebrek aan hydrostatische druk ", merken de experts op. Preston legde vervolgens uit dat spinnen "hun poten strekken dankzij een kamer (prosoma) vlakbij hun kop die samentrekt en bloed naar hun ledematen stuurt, waardoor ze zich ontvouwen ." Wanneer het vloeistofvolume afneemt, trekken de poten zich in.

Yap maakte gebruik van dit natuurlijke hydraulische systeem in de poten van deze spinachtigen en stak een naald in hun prosoma. Hij bevestigde de spuit met lijm om een ​​luchtdichte afsluiting te creëren. Dit mechanisme stelde hem in staat zijn poten te bewegen alsof de spin levend was, waardoor hij veranderde in een biologische robotgrijper. Een proces dat slechts ongeveer 10 minuten duurde.

Verdergaand dan inspiratie, "combineren biohybride systemen natuurlijke of gemanipuleerde cellen en weefsels met kunstmatige of levenloze componenten om op kleine schaal biocompatibele robots en actuatoren te genereren", beschrijft het gepubliceerde document. Wat sciencefiction leek, kan werkelijkheid zijn geworden en nieuwe onderzoeksmogelijkheden hebben geopend.

'La Voz de Galicia' meldde in 2024 zelfs dat de Spanjaard Raúl Villamarín Rodríguez, cognitief technoloog en vicevoorzitter van de Woxsen Universiteit in Hyderabad , leiding geeft aan een project dat het gebruik van robotachtige spintafzettingen in operaties beoogt. Hij presenteerde deze technologie op het Wereldfestival voor Kunstmatige Intelligentie in Cannes. Bovendien kan kunstmatige intelligentie nieuwe toepassingen voor deze biotische materialen ontdekken. De technologie bevindt zich nog in een vroeg stadium van ontwikkeling, maar de potentie ervan is veelbelovend.