Tiere dienen in der Robotik häufig als Vorbild. So wurden zum Beispiel Roboter wie Ameisen mit der Fähigkeit ausgestattet, polarisiertes Himmelslicht erkennen zu können. Das akustische Ortungssystem von Grillen half dagegen dabei, Roboter Schallwellen hören zu lassen. Und der Tastsinn von Ratten oder Mäusen diente als Vorbild für die Entwicklung von sensiblen Tastrobotern. Auch Spinnen inspirieren häufig Forscher und Forscherinnen der Robotertechnik. So wurde der einzigartige hydraulische Streckmechanismus ihrer Beine zum Beispiel schon auf Softroboter angewendet.

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Rice University in Texas haben jedoch nun für ihre Forschung einen ganz anderen Ansatz gewählt: Die Forschenden nutzen echte, tote Spinnen als biologische Greifarme für Roboter. Veröffentlicht wurde die Arbeit mit dem Namen „Necrobotics: Biotic Materials as Ready-to-Use Actuators“ (deutsch: Nekrobotik: Biologische Materialien als gebrauchsfertige Aktuatoren) in „Advanced Sciences“.

Neues Forschungsgebiet „Nekrobotik“.

Spinnen bewirken das Strecken ihrer Beine mit einem hydraulischen Mechanismus.

© Quelle: Rice University

Dabei nutze das Team die Fähigkeit der Spinnen, Insekten oder andere Objekte, die schwerer als sie selbst sind, zu greifen und zu heben. Denn: Der Greifprozess der Tiere funktioniert sogar, wenn sie bereits tot sind – mit etwas Hilfe. Die Hauptautorin der Studie Faye Yap und ihr Team nennen dieses neue Forschungsgebiet „Nekrobotik“.

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Hydraulik zur Bewegung

Die Idee kam ihr durch einen Zufall. Bei Umräumarbeiten fiel der Doktorandin eine Spinne auf, die sich nach ihrem Tod zusammengezogen hatte. Sie fragte sich daraufhin, ob man das nicht als Roboterteil nutzen könnte. Wenn eine Spinne ihre Gliedmaßen bewegen will, nutzt sie dazu keine Muskeln. Stattdessen zieht sich eine Kammer in der Nähe ihres Kopfes zusammen und leitet so Blut zu den Gliedmaßen – die sich strecken. Sobald der Druck wieder nachlässt, ziehen die Beine sich zusammen – was auch der Grund dafür ist, dass tote Spinnen angezogene Beine haben.

Um diesen Mechanismus zu nutzen, stach Yap einer toten Spinne im Labor mit einer Nadel in die Druckkammer (die sogenannte Prosomakammer) und befestigte die Nadel mit Sekundenkleber. Über die Nadel pumpte sie dann eine kleine Menge Luft in die Druckkammer – und die Spinnenbeine bewegten sich. So kann die tote Spinne Gegenstände, die mehr als 130 Prozent ihres eigenen Körpergewichts wiegen, heben.

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Forschung mit kleineren Spinnen

Was im ersten Moment an einen bizarren Greifautomaten auf der Kirmes erinnert, kann durchaus einen Nutzen im Alltag haben. Daniel Preston, einer der Autoren der Studie, erklärt, dass sich die Studienergebnisse auf viele Bereiche ausweiten lassen. Etwa „sich wiederholende Aufgaben wie das Sortieren oder Bewegen von Objekten in kleinen Maßstäben, und vielleicht sogar Dinge wie die Montage von Mikroelektronik“, sagt Preston. Weil die Spinnen sich selbst biologisch abbauen, gibt es Preston zufolge auch keine großen Abfälle, „was bei herkömmlichen Komponenten ein Problem sein kann“.

Bislang forschten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mit der relativ großen Wolfsspinne – sie stellten aber fest, dass kleinere Spinnen im Vergleich zu ihrer Größe noch schwerere Lasten tragen können. Künftige Forschungen sollen daher mit kleineren Spinnen erfolgen.

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