Robot-teknologi

Spindelvev kan gi roboter muskler

Styrt luftfuktighet får trådene til å vri seg og trekke seg sammen.

Laboppsettet som er brukt til å teste hvordan edderkoppspinnet oppfører seg under forskjellige forhold. Den lukkede glassylinderen gjør det mulig å kontrollere fuktigheten nøyaktig mens man tester sammentrekning og vridning på tråden.Credit: Photo courtesy of the researchers
Laboppsettet som er brukt til å teste hvordan edderkoppspinnet oppfører seg under forskjellige forhold. Den lukkede glassylinderen gjør det mulig å kontrollere fuktigheten nøyaktig mens man tester sammentrekning og vridning på tråden.Credit: Photo courtesy of the researchers (Foto: MIT)

Styrt luftfuktighet får trådene til å vri seg og trekke seg sammen.

  • Industri

En økning av luftfuktigheten får trådene fra edderkopper til å trekke seg sammen og vri seg. Vridningen er sterk nok til å kunne brukes som aktuator eller «muskel» i roboter.

Fremtidens roboter kan få kunstige muskler ved hjelp av en teknologi hentet fra edderkopper. Dette hevder en internasjonal gruppe av forskere.

«Kollegene mine og jeg ville undersøke hvordan fuktighet påvirker den typen edderkoppesilke som vi kaller sikkerhetsliner,» forklarer lektor Dabiao Liu fra Huazhong University of Science and Technology i Wuhan i Kina i en pressemelding sendt ut av Massachusetts Institute of Technology, hvor en av de andre forskere hører hjemme.

Sjokkerte forskere

Tidligere forskning har vist at noen typer edderkoppesilke trekker seg plutselig sammen når den relative luftfuktigheten overstiger 70 prosent. Men da forskerne så høyhastighetsvideoen fra et forsøk hvor de hadde hengt en vekt fra en edderkopptråd, kunne de se at vekten også dreide seg rundt.

«Det hadde vi ikke forventet. Det sjokkerte meg virkelig,» sier Liu i pressemeldingen.

I tillegg til tråder fra de tre edderkoppartene Nephila pilipes, Nephila edulis og Argiope versicolor testet forskerne menneskehår av den asiatiske typen, kevlar og tråder fra en silkesommerfugl-larve. Men det var bare edderkoppenes tråder som vred seg når luftfuktigheten steg.

Ved å kombinere forsøksresultatene med datamodeller av trådens molekylære oppbygning, har forskerne kommet fram til en god forklaring på hvordan tråden kan vri seg.

Det viste seg at vridningen skyldes den måten en bestemt aminosyre som kalles prolin, folder seg sammen på.

Vil utvikle kunstig edderkopptråd

«Edderkoppens sikkerhetsline er en proteinfiber. Den består hovedsakelig av to proteiner som kalles MaSp1 og MaSp2,» forklarer Liu i pressemeldingen. Prolin finnes i MaSp2, og når dette proteinet kommer i kontakt med vannmolekyler, forstyrrer det hydrogenbindingene på en asymmetrisk måte, og dette forårsaker rotasjonen. Rotasjonen foregår bare i én retning, og skjer ved omkring 70 prosents relativ luftfuktighet.

Forskerne håper nå på å kunne utvikle et kunstig materiale med de samme egenskapene. Ifølge pressemeldingen vil et slikt materiale kunne brukes som fuktstyrte aktuatorer i roboter, som fuktsensorer, i smarte tekstiler, eller for å høste energi.

Denne artikkelen ble først publisert på ing.dk.

I dette forsøksoppsettet la forskerne til sin store forbauselse merke til at høy luftfuktighet ikke bare får edderkoppenes tråder til å trekke seg sammen, men også til å vri seg kraftig. Vridningen kan styres nøyaktig ved å regulere den relative luftfuktigheten. Et syntetisk materiale med samme egenskaper kan derfor brukes til for eksempel «kunstige muskler» til roboter. Illustrasjon: Dabiao Liu, Anna Tarakanova, Claire C. Hsu, Miao Yu, Shimin Zheng, Longteng Yu, Jie Liu, Yuming He, D. J. Dunstan og Markus J. Buehler

Kommentarer (3)

Kommentarer (3)

Eksklusivt for digitale abonnenter

På forsiden nå