Een spinnenbrein steekt geen poot uit

Een beter inzicht in de semiautomatische manier waarop spinnen hun web bouwen kan leiden tot efficiëntere robots.
door Tsenne Kikke - zaterdag 30 januari 2021 16:18

Spinnen hebben poten die functioneren als semionafhankelijke computers. Ze bevatten sensors die de omgeving interpreteren en bewegingen in gang zetten. Dankzij hun autonome poten kunnen spinnen snel en met een minimale hersenactiviteit een perfect web creëren.

"We spreken van morfologische berekeningen, waarbij een activiteit lokaal in een lichaamsdeel gecodeerd is. De hersenen moeten daar geen instructies voor geven – ze weten eigenlijk niet wat daar beneden gebeurt," verduidelijkte de bioloog Fritz Vollrath, verbonden aan de universiteit van of Oxford). "Dat verkort de weg tussen besturing en uitvoering. Die uitbesteding verlicht het werk voor het brein."

Robotici kijken om dezelfde reden naar zulke morfologische berekeningen: het principe bespaart rekenkracht en tijd. Nochtans is het fenomeen nog niet diepgaand in de natuur onderzocht. "Spinnen," zei Vollrath, "zijn ideaal voor een experiment om die leemte op te vullen. Niet alleen omdat het eenvoudig is om ontwerpveranderingen in hun geometrische webben te herkennen, maar ook omdat hun poten terug aangroeien als ze afgebroken worden."

Feit is, dat dankzij een speciaal genezingsproces, autotomie genaamd, kan een spin nieuwe poten laten groeien op de plek waar het is kwijtgeraakt.

Vollrath filmde en digitaliseerde de bewegingen van acht kruisspinnen. Enkele daarvan hadden een of meerdere gedeeltelijk geregenereerde poten. Die spinnen bouwden net zo snel een perfect web als de exemplaren met acht volgroeide poten. Dat wees erop dat de poten onafhankelijk werken van de hersenen om hun web te bouwen. Anders waren de spinnen met onvolgroeide poten trager geweest, omdat hun hersenen herberekeningen hadden moeten uitvoeren om voor de kortere poten te compenseren.

Uit het experiment leidden Vollrath en zijn collega’s ook onderliggende regels af voor hoe de poten automatisch bewegen om hoeken en lengtes te meten bij het bouwen van een web. De wetenschappers testten de regels door een gesimuleerde virtuele spin te programmeren. De volgende stap is een fysieke spinrobot bouwen.

"Dit werk vertelt ons meer over spinnen en morfologische berekeningen;" zei Cecilia Laschi, een bioroboticus aan de Scuola Superiore Sant’Anna in Italië. "Je weet nooit wat voor opmerkelijke innovaties basiswetenschap als deze kan brengen."

Bron: Eos Wetenschap

"Vind mensen, die in zichzelf zowel de motivatie als de aangeboren drijfveer hebben om aan hun Innerlijke Zelf te werken, en we zullen hen gidsen."

Stuur wel geen eenden naar de arendenschool.