Zespół uczonych z Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) wykorzystał technikę druku 3D do stworzenia niezwykłego robota. Ma kształt zwykłego nasiona, a zmiany wilgotności umożliwiają jego przemieszczanie się w glebie. Jest w pełni ekologiczny: wykonany z materiałów biodegradowalnych i nieszkodliwy dla środowiska, bo nie wymaga obecności baterii ani żadnych zewnętrznych źródeł energii. Nazywa się I-Seed i został opisany w czasopiśmie Advanced Science, ba, dostał nawet swoje miejsce na okładce jednego z numerów.
Robot inspirowany nasionami
Robot I-Seed jest inspirowany strukturą nasion południowoafrykańskiej rośliny należącej do gatunku Pelargonium appendiculatum. Naukowcom udało się odtworzyć ich tzw. strukturę higromorficzną, czyli zdolność do zmiany kształtu w odpowiedzi na zmiany wilgotności otaczającego środowiska.
Nasze badania rozpoczęliśmy od obserwacji przyrody, mając na celu naśladowanie strategii istot żywych lub ich struktur i replikowanie ich w technologiach robotycznych o niskim wpływie na środowisko w zakresie energii i zanieczyszczeń. Prof. Barbara Mazzolai z IIT, koordynator finansowanego przez UE projektu I-Seed
Rośliny są ciągłym źródłem inspiracji dla zespołu prof. Mazzolai, który jest pionierem w robotyce. Po naśladowaniu strategii wzrostu roślin pnących, naukowcy skupili się na badaniu cech ruchu i dyspersji struktur przenoszących nasiona typowych dla roślin z rodziny Gerianaceae.
W odpowiednich warunkach nasiona te odrywają się od rośliny i wykorzystując higroskopijne właściwości materiałów, z których są zbudowane, zmieniają kształt i poruszają się niezależnie, aby penetrować glebę, zwiększając tym szansę na kiełkowanie. Najciekawsze jest to, że nasiona te wykorzystują martwe tkanki oparte na celulozie i są w stanie odkształcić się, wykorzystując jedynie zmiany wilgotności środowiska.
Czytaj też: Nie uwierzysz, do czego jest zdolny ten robot. Takie rzeczy potrafią tylko żywe organizmy
Udało się zreplikować projekt nasion dzięki zastosowaniu techniki druku 3D i elektroprzędzenia. Naukowcy przetestowali różne materiały o pożądanych właściwościach, m.in. nanokryształy celulozy i tlenek polietylenu, w połączeniu z biodegradowalnymi i termoplastycznymi polimerami opartymi na polikaprolaktonie.
Te biodegradowalne i autonomiczne energetycznie roboty zostaną wykorzystane jako bezprzewodowe, nie wymagające baterii narzędzia do badania i monitorowania gleby powierzchniowej. To bioinspirowane podejście pozwoliło nam stworzyć tanie instrumenty, które mogą być wykorzystywane do zbierania danych in-situ z wysoką rozdzielczością przestrzenną i czasową, zwłaszcza w odległych obszarach, gdzie nie ma żadnych danych z monitoringu. Luca Cecchini, doktorant na IIT, jeden z autorów badania autor badania