Crean el primer robot de semillas biodegradables impreso en 3D

Se trata de un paso más para el estudio de suelos y mejora de germinación de semillas ya que este robot es capaz de cambiar de forma en respuesta a la humedad

Desarrollado en el IIT por el grupo de Barbara Mazzolai, forma parte del proyecto europeo “I-Seed”. Un robot con forma de semilla y con la capacidad de explorar el suelo en función de los cambios de humedad. Está hecho de materiales biodegradables y puede moverse dentro del entorno que lo rodea sin necesidad de baterías u otras fuentes externas de energía. Estas son las principales características del primer I-Seed, el primer robot semilla impreso en 3D creado en el Istituto Italiano di Tecnologia (IIT-Instituto Italiano de Tecnología) en Génova, por los investigadores de Bioinspired Soft Robotics (BSR) Lab coordinado por Barbara Mazzolai, en colaboración con la Universidad de Trento.

 

La semilla artificial es capaz de transformarse y moverse por el entorno de forma autónoma, y ​​puede encontrar aplicaciones en diversos campos, desde la vigilancia ambiental hasta la reforestación. El artículo de investigación que describe el prototipo ha sido publicado en Advanced Science y aparece en su portada. El resultado tiene su origen en el proyecto europeo I-Seed, coordinado por IIT, cuyo objetivo principal es crear robots innovadores inspirados en semillas de plantas y capaces de actuar como sensores para monitorear parámetros de calidad del suelo -incluida la presencia de contaminantes como el mercurio- y del aire. métricas, como los niveles de CO2, la temperatura y la humedad.

 

El proyecto I-Seed se inició en enero de 2021. El primer I-Seed está inspirado en la estructura de la semilla de un geranio sudafricano, el Pelargonium appendiculatum, cuya capacidad para cambiar de forma en reacción a las variaciones de humedad en el entorno circundante, se replica la llamada estructura higromórfica.

 

“Nuestros estudios partieron de la observación de la naturaleza, con el objetivo de imitar las estrategias de los seres vivos o sus estructuras y replicarlas en tecnologías robóticas de bajo impacto ambiental en términos de energía y contaminación”, explicó Barbara Mazzolai, Directora Asociada de Robótica de el IIT y coordinador del proyecto I-Seed financiado por la UE.

 

Las plantas son una fuente constante de inspiración para el grupo de investigación del IIT-BSR Lab coordinado por Mazzolai, quien es pionero en la materia. Después de imitar las estrategias de crecimiento y movimiento de las raíces y las plantas trepadoras, el grupo se centró en estudiar las características de movimiento y dispersión de las estructuras portadoras de semillas típicas de las plantas Gerianaceae.

 

Cuando se dan las condiciones ambientales adecuadas, estas semillas se desprenden de la planta y, aprovechando las propiedades higroscópicas de los materiales que las componen, cambian de forma y se mueven de forma independiente para explorar y penetrar el suelo, aumentando así las posibilidades de germinación. Lo que los investigadores encuentran interesante es que estas semillas explotan tejidos muertos a base de celulosa que carecen de metabolismo y son capaces de deformarse, aprovechando solo los cambios en la humedad ambiental.

 

Mediante el análisis histológico de estos tejidos, los investigadores replicaron el diseño de la semilla mediante el uso y la combinación de técnicas de impresión 3D y electrohilado. Para identificar la mejor solución se probaron diferentes materiales con características adaptables a la aplicación deseada, como materiales capaces de absorber humedad y expandirse como nanocristales de celulosa y óxido de polietileno, acoplados a polímeros biodegradables y termoplásticos a base de Policaprolactona.

 

“Con esta última investigación – agregó Mazzolai – hemos demostrado aún más que es posible crear soluciones innovadoras que no solo tengan el objetivo de monitorear el bienestar de nuestro planeta, sino que lo hagan sin alterarlo”.

 

“Estos robots biodegradables y energéticamente autónomos se utilizarán como herramientas inalámbricas y sin batería para la exploración y el control de la superficie del suelo. Este enfoque bioinspirado nos ha permitido crear instrumentos de bajo costo que se pueden usar para recolectar datos in situ con alta resolución espacial y temporal, especialmente en áreas remotas donde no hay datos de monitoreo disponibles”, agregó Luca Cecchini, estudiante de doctorado en el IIT. en colaboración con la Universidad de Trento y primer autor del estudio.

 

Más información en https://opentalk.iit.it