“復活”的蜘蛛

小飛魚

一只蜘蛛從天而降，慢慢靠近桌上的電路板，然后張開大長腿，一把抱住一個零件并將它抓了起來。可這只從天而降的蜘蛛已經死了，難道死去的蜘蛛還能“復活”嗎？如果沒有“復活”，它為何在死后還能抓取物體呢？讓美國得克薩斯州萊斯大學普雷斯頓創新實驗室的研究員來為大家揭開謎底吧！

近日，美國得克薩斯州萊斯大學普雷斯頓創新實驗室的研究員通過針筒和膠水，“復活”了一些死蜘蛛，讓它們變成可抓取物品的生物機械臂。這些“復活”的蜘蛛堪稱實驗室里的“舉重冠軍”，能抓起重量超過其體重數十倍的物體。

這項研究的起源要追溯到2019年的一天，普雷斯頓創新實驗室的一位研究員在實驗室里收拾東西時，注意到走廊上躺著一只縮成一團的死蜘蛛。她感到十分好奇，為什么死蜘蛛的腿都是蜷縮起來的呢？

原來蜘蛛不像人類那樣有肱二頭肌和肱三頭肌的對抗肌組合，它們只有屈肌，只可以讓腿向內彎曲。當蜘蛛需要伸直腿時，就得依靠腿部的“液壓系統”，它們會在腿部注入體液，讓腿伸直。而蜘蛛死后，體液逐漸流失，導致“液壓系統”罷工，腿便無法再伸直，只能在屈肌的作用下往回縮。所以死蜘蛛的腿會蜷縮起來。

那位研究人員轉念一想，假如能用其他東西代替“液壓系統”，不就能讓死蜘蛛的腿伸直了嗎？而且，蜘蛛生前的抓握力很強，那么蜘蛛死后是否還擁有和活著時一樣的抓握力？如果有，是不是可以利用這種抓握力來制作一個蜘蛛機械臂？

于是，那位研究人員決定將蜘蛛腿的動力系統由蜘蛛體內的“液壓系統”驅動，改為由外部針筒提供的氣壓驅動。首先，研究人員將一個針筒的針頭插入靠近死蜘蛛前肢的位置。這個位置的蜘蛛外骨骼較為堅硬，用來安裝蜘蛛的新動力源——針筒再合適不過。然后，研究人員用膠水固定針頭，并將針頭扎入處的四周密封好。接下來，就像用打氣筒給氣球打氣一樣，通過針筒給死蜘蛛體內注入空氣。注入空氣加壓時，死蜘蛛的腿會向外張開；抽出空氣減壓時，死蜘蛛的腿會在屈肌的作用下自然地彎曲，回到蜷縮的狀態。就這樣，研究人員通過打氣、抽氣來控制死蜘蛛的腿伸直或彎曲，一個可控制伸縮的蜘蛛機械臂就制作完成了。

經過實驗，研究人員發現，用蜘蛛機械臂能抓起一塊染成紅色的聚氨酯泡沫，還能抓起體重是該死蜘蛛1.3倍重的大蜘蛛。實驗中，研究人員還發現，有一只死蜘蛛的腿屈伸近1000次，腿部關節才開始出現磨損，而其他死蜘蛛的腿在屈伸數百次后，腿部關節便出現了問題。為什么這只死蜘蛛的腿那么特別呢？研究人員經過研究發現，涂抹蜂蠟能有效防止死蜘蛛的腿部關節脫水，延長死蜘蛛腿部關節的使用壽命。

那么，不同大小的蜘蛛是不是有不同的抓握力呢？通過研究不同體型的蜘蛛，研究人員發現，10毫克重的跳蛛擁有其體重兩倍的抓握力，而大約200克重的歌利亞食鳥蛛則只能抓住重量為其體重10%的東西。

和其他機器人部件相比，將死蜘蛛做成機械臂的研究十分有意義。死蜘蛛能天然降解，用它們做成的機械臂更加環保，不會產生電子垃圾；死蜘蛛有著天然的偽裝能力，未來有望將蜘蛛機械臂用于誘捕小型昆蟲；蜘蛛的體型大多較小，這一領域的研究可為科學家制造夾取小物體的機械夾提供思路。