“复活”的蜘蛛

小飞鱼

一只蜘蛛从天而降，慢慢靠近桌上的电路板，然后张开大长腿，一把抱住一个零件并將它抓了起来。可这只从天而降的蜘蛛已经死了，难道死去的蜘蛛还能“复活”吗？如果没有“复活”，它为何在死后还能抓取物体呢？让美国得克萨斯州莱斯大学普雷斯顿创新实验室的研究员来为大家揭开谜底吧！

近日，美国得克萨斯州莱斯大学普雷斯顿创新实验室的研究员通过针筒和胶水，“复活”了一些死蜘蛛，让它们变成可抓取物品的生物机械臂。这些“复活”的蜘蛛堪称实验室里的“举重冠军”，能抓起重量超过其体重数十倍的物体。

这项研究的起源要追溯到2019年的一天，普雷斯顿创新实验室的一位研究员在实验室里收拾东西时，注意到走廊上躺着一只缩成一团的死蜘蛛。她感到十分好奇，为什么死蜘蛛的腿都是蜷缩起来的呢？

原来蜘蛛不像人类那样有肱二头肌和肱三头肌的对抗肌组合，它们只有屈肌，只可以让腿向内弯曲。当蜘蛛需要伸直腿时，就得依靠腿部的“液压系统”，它们会在腿部注入体液，让腿伸直。而蜘蛛死后，体液逐渐流失，导致“液压系统”罢工，腿便无法再伸直，只能在屈肌的作用下往回缩。所以死蜘蛛的腿会蜷缩起来。

那位研究人员转念一想，假如能用其他东西代替“液压系统”，不就能让死蜘蛛的腿伸直了吗？而且，蜘蛛生前的抓握力很强，那么蜘蛛死后是否还拥有和活着时一样的抓握力？如果有，是不是可以利用这种抓握力来制作一个蜘蛛机械臂？

于是，那位研究人员决定将蜘蛛腿的动力系统由蜘蛛体内的“液压系统”驱动，改为由外部针筒提供的气压驱动。首先，研究人员将一个针筒的针头插入靠近死蜘蛛前肢的位置。这个位置的蜘蛛外骨骼较为坚硬，用来安装蜘蛛的新动力源——针筒再合适不过。然后，研究人员用胶水固定针头，并将针头扎入处的四周密封好。接下来，就像用打气筒给气球打气一样，通过针筒给死蜘蛛体内注入空气。注入空气加压时，死蜘蛛的腿会向外张开；抽出空气减压时，死蜘蛛的腿会在屈肌的作用下自然地弯曲，回到蜷缩的状态。就这样，研究人员通过打气、抽气来控制死蜘蛛的腿伸直或弯曲，一个可控制伸缩的蜘蛛机械臂就制作完成了。

经过实验，研究人员发现，用蜘蛛机械臂能抓起一块染成红色的聚氨酯泡沫，还能抓起体重是该死蜘蛛1.3倍重的大蜘蛛。实验中，研究人员还发现，有一只死蜘蛛的腿屈伸近1000次，腿部关节才开始出现磨损，而其他死蜘蛛的腿在屈伸数百次后，腿部关节便出现了问题。为什么这只死蜘蛛的腿那么特别呢？研究人员经过研究发现，涂抹蜂蜡能有效防止死蜘蛛的腿部关节脱水，延长死蜘蛛腿部关节的使用寿命。

那么，不同大小的蜘蛛是不是有不同的抓握力呢？通过研究不同体型的蜘蛛，研究人员发现，10毫克重的跳蛛拥有其体重两倍的抓握力，而大约200克重的歌利亚食鸟蛛则只能抓住重量为其体重10%的东西。

和其他机器人部件相比，将死蜘蛛做成机械臂的研究十分有意义。死蜘蛛能天然降解，用它们做成的机械臂更加环保，不会产生电子垃圾；死蜘蛛有着天然的伪装能力，未来有望将蜘蛛机械臂用于诱捕小型昆虫；蜘蛛的体型大多较小，这一领域的研究可为科学家制造夹取小物体的机械夹提供思路。