3 d打印的可生物降解种子机器人可以改变形状,以应对土壤湿度

一个机器人与种子的形状和探索的能力基于湿度变化的土壤。它是由可降解材料制成,能够在周围环境中移动不需要电池或其他外部能源。这些是第一的主要特点我猫见,第一个3 d打印seed-robot创建的史犬di Tecnologia (IIT-Italian理工学院)在热那亚的研究人员Bioinspired软机器人(BSR)实验室由芭芭拉•Mazzolai协调与合作特兰托大学。人工种子能够转型和移动环境自主,可能会发现在各领域的应用,从环境监测到植树造林。

描述了原型的研究论文已经发表先进的科学出现在封面。我猫见结果源于欧洲项目,协调IIT,其主要目标是创建创新的机器人受到植物种子,能够作为土壤质量监测的传感器参数(包括污染物如汞的存在)和空气指标,如二氧化碳浓度、温度和湿度。2021年1月我猫见项目已经启动。

第一个我猫见是灵感来自南非的种子结构天竺葵,天竺葵属植物appendiculatum改变形状,其能力以应对周围环境湿度的变化,所谓hygromorphic结构,复制。

”我们的研究从自然的观察,目的是模仿生物的策略或他们的结构和复制他们在机器人技术环境影响较低的能源和污染副主任”,解释了芭芭拉Mazzolai IIT的机器人和欧盟资助项目的协调员我猫见。

植物是一个常数的灵感来源由Mazzolai IIT-BSR实验室的研究小组协调,该领域的先驱。模仿后根的生长和运动策略和攀缘植物,集团专注于研究seed-carrying结构的运动和传播特性的典型Gerianaceae植物。

当正确的环境条件发生时,这些种子植物和分离,利用吸湿材料的属性组成的,他们改变形状和移动独立探索和穿透土壤,从而增加发芽的机会。研究人员发现什么有趣的是,这些种子利用死纤维素基组织缺乏新陈代谢,可以变形,只利用环境湿度的变化。

通过分析这些组织组织学研究人员复制种子设计利用,结合3 d印刷和电纺的技术。确定最佳的解决方案,不同的材料特征适应所需的应用程序进行测试,例如材料能够吸收湿度和扩大纤维素纳米晶体和聚氧化乙烯、耦合基于聚已酸内酯的可生物降解的热塑性聚合物。

”这一最新研究-添加Mazzolai我们进一步证明,就可以创建创新的解决方案,不仅有客观监测地球的福祉,但这没有改变它”。

”这些生物降解和energy-autonomous机器人将被用作无线,battery-free表层土壤勘探和监测工具。这种bioinspired方法允许我们创建低成本的工具,可以用来收集现场数据与空间和时间分辨率高,尤其是在偏远地区没有监测数据是可用的,”卢卡·切补充说,博士生IIT特兰托和大学的合作研究的第一作者。

参考:切L,马里安尼年代,Ronzan M, Mondini, Pugno NM, Mazzolai b . 4 d印刷humidity-driven种子启发软机器人。阿德科学。2023;10 (9):2370048。doi:10.1002 / advs.202370048

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