Tomar el cuerpo sin vida de una araña muerta y reanimarlo como un robot es una idea que sería una pesadilla para la mayoría de las personas. Pero los científicos no son la mayoría de las personas. Recientemente, un equipo de investigadores convirtió los cadáveres de las arañas lobo en máquinas con garras estilo arcade que podían levantar y mover una variedad de objetos, incluidas otras arañas lobo muertas.
La idea de las pinzas arácnidas mecanizadas, o “necrobots”, surgió por primera vez cuando los investigadores notaron una araña muerta acurrucada en una bola en una esquina de su laboratorio de ingeniería. Después de investigar por qué las patas de las arañas muertas siempre parecen terminar tiradas con fuerza hacia sus abdómenes, los científicos descubrieron que las articulaciones de las arañas se controlaban a través de un sistema de presión hidráulica que falla cuando los arácnidos mueren. Luego, el equipo se dio cuenta de que podían aplicar ingeniería inversa a este sistema hidráulico para secuestrar el cadáver de la araña y darle una segunda vida como máquina.
Al insuflar aire en los cadáveres de arañas lobo, el equipo descubrió que las ocho patas se podían enderezar y enroscar de nuevo simultáneamente para crear un movimiento de agarre que luego podría usarse para levantar objetos. Las arañas lobo, un grupo que comprende casi 2400 especies de la familia Lycosidae, pueden transportar objetos mucho más grandes que ellas mismas y tienen pequeños pelos en las patas que les dan un agarre adicional. Esto significa que los necrobots podrían recoger una amplia variedad de objetos, incluidos componentes eléctricos delicados, mallas de forma irregular y, sí, arañas lobo muertas, explicaron los investigadores en un nuevo estudio.
Los investigadores creen que su trabajo podría inspirar la creación de otros necrobots a partir de cadáveres o partes individuales del cuerpo de otros animales muertos. “Es algo que no se ha usado antes, pero tiene mucho potencial”, dijo en un comunicado el autor principal del estudio, Daniel Preston, profesor asistente de ingeniería mecánica en la Universidad Rice en Houston.
En los humanos y otros vertebrados (animales con columna vertebral), la mayoría de las articulaciones están controladas por pares de músculos antagónicos, que son músculos opuestos que tiran de una articulación en diferentes direcciones. Un ejemplo de un par de músculos antagónicos en humanos es el bíceps y el tríceps: cuando el bíceps se contrae y el tríceps se relaja, nuestro brazo se dobla por el codo. Cuando el tríceps se contrae y el bíceps se relaja, nuestro brazo vuelve a enderezarse.
Sin embargo, las arañas solo tienen un solo músculo flexor en sus articulaciones que les permite doblar las patas. Para volver a enderezar sus patas, las arañas utilizan un sistema de presión hidráulica, que implica forzar la sangre desde una cámara cerca del tórax, conocida como prosoma, hacia las patas. La sangre actúa como antagonista del músculo flexor único y empuja la articulación hacia atrás para abrirla. Pero cuando la araña muere, no hay nada que empuje contra este músculo y las articulaciones se cierran.
“Cuando mueren, pierden la capacidad de presurizar activamente sus cuerpos”, dijo en el comunicado la autora principal del estudio, Faye Yap, candidata a doctorado en ingeniería mecánica en la Universidad de Rice. Por eso se acurrucan.
Para transformar las arañas lobo en necrobots, los investigadores recrearon el sistema hidráulico de los arácnidos, sustituyendo el aire por sangre. El equipo insertó una aguja en el prosoma de un cadáver de araña seco y lo colocó con superpegamento. Cuando soplaron aire en la cámara a través de la aguja, el flujo de aire activó el sistema hidráulico tal como lo haría la sangre que fluye de una araña, obligando a las piernas a enderezarse. Cuando el aire fue succionado a través de la aguja, las piernas volvieron a su posición natural doblada.
Normalmente, las arañas controlan cada pata individual a través de válvulas que ajustan el flujo de sangre en cada extremidad. A los investigadores les preocupaba cómo afectaría esto a la movilidad de sus arañas reanimadas, ya que no había una manera fácil de abrir las válvulas de las patas de los cadáveres. Pero resultó que en las arañas muertas, las válvulas estaban permanentemente atascadas en la posición “abierta”, dijo Preston. Esto permitió a los investigadores controlar todas las piernas de un necrobot simultáneamente, haciéndolas perfectas para agarrar objetos, agregó.
Las arañas lobo muertas se adaptaron tan bien a su nueva tarea que los investigadores pudieron crear un necrobot funcional en su primer intento. “Tomamos la araña; le colocamos la aguja sin saber qué iba a pasar”, dijo Yap. “Y cuando lo hicimos, funcionó la primera vez, desde el principio”. Es extremadamente raro que los ingenieros tengan éxito tan rápido al hacer este tipo de experimento de prueba y error, agregó.
Otros experimentos con los necrobots demostraron que podían levantar de forma fiable objetos que pesaban más del 130% de su propio peso corporal y, en ocasiones, podían levantar incluso más. Sin embargo, después de alrededor de 1000 ciclos de abrir y cerrar las piernas, los necrobots se volvieron menos eficientes y mostraron signos de daño.
“Creemos que está relacionado con problemas de deshidratación de las articulaciones”, dijo Preston. Sin embargo, los investigadores creen que eventualmente pueden superar este problema recubriendo las piernas con polímeros especiales, lo que extendería la vida útil de los necrobots, agregó.
Los necrobots tienen una amplia gama de aplicaciones potenciales, según el comunicado. El equipo ya ha demostrado que las pinzas de araña se pueden usar para mover componentes frágiles en circuitos eléctricos sin dañarlos, lo que sugiere su utilidad para ayudar en el ensamblaje de microelectrónica y otros proyectos de construcción a pequeña escala. Y si los científicos pueden replicar su trabajo con otras especies, eso podría ampliar aún más la gama de proyectos que podrían beneficiarse del toque delicado de un necrobot, informó el equipo en el estudio.
Los ecólogos también podrían utilizar necrobots para recolectar insectos vivos para estudiar en la naturaleza sin dañarlos, dijo Yap. Es probable que las arañas reanimadas sean herramientas muy eficaces para capturar insectos porque sus patas han evolucionado específicamente para atrapar pequeños artrópodos, y su camuflaje natural podría ayudar a mantenerlos ocultos en el campo, agregó.
El uso de necrobots en lugar de construcciones mecánicas hechas de metal y plástico también podría ayudar a reducir los desechos producidos durante la fabricación de herramientas. “Las propias arañas son biodegradables”, dijo Preston. “Así que no estamos introduciendo un gran flujo de residuos, lo que puede ser un problema con los componentes más tradicionales”.
Las arañas lobo son extremadamente comunes, están muy extendidas y son fáciles de recolectar, por lo que habría un suministro abundante y barato de cadáveres de arañas para que los ingenieros los transformen en necrobots, siempre y cuando esos ingenieros no sean aracnofóbicos.
El estudio fue publicado en línea el 25 de julio en la revista Advanced Science.
Fuente: Live Science.
