Wetenschap
Een biohybride robot gemaakt van meel en haver zou kunnen fungeren als een biologisch afbreekbare vector voor herbebossing
Onderzoekers van het Istituto Italiano di Tecnologia (IIT-Italiaans Instituut voor Technologie) hebben in samenwerking met de Universiteit van Freiburg een biohybride robot ontwikkeld, die bestaat uit een op meel gebaseerde capsule gemaakt met behulp van 3D-microfabricagetechnieken, en twee natuurlijke aanhangsels van haverfruit die in staat zijn om beweegt als reactie op de luchtvochtigheid.
Dit nieuwe apparaat, genaamd HybriBot, kan natuurlijke zaden van verschillende planten bevatten en dient als biologisch afbreekbare vector voor herbebossing. De onderzoeksgroep heeft al positieve tests gedaan met tomaten-, cichorei- en wilgenkruidzaden, de laatste is een van de favoriete bloemen van de bijen waaruit de planten ontkiemden. Op de uitvinding is een patentaanvraag ingediend.
HybriBot is beschreven in een artikel gepubliceerd in Advanced Materials; het is ontstaan in het kader van het Europese project i-Seed, gecoördineerd door Barbara Mazzolai, Associate Director for Robotics bij het IIT, en het innovatie-ecosysteem RAISE (Robotics and AI for Socio-economic Empowerment).
De eerste auteur van het werk is Isabella Fiorello, die na een onderzoeksperiode bij het IIT in de groep van Mazzolai nu Junior Principal Investigator is bij het Cluster of Excellence Living, Adaptive and Energy-autonomous Materials Systems (livMatS) aan de Universiteit van Freiburg .
De uitvinding vertegenwoordigt een verdere oplossing die het Bioinspired Soft Robotics-laboratorium van het IIT, een pionier op het gebied van robotica geïnspireerd door levende organismen, met name planten, heeft geïdentificeerd om problemen aan te pakken die verband houden met klimaatverandering, zoals de noodzaak van herbebossing van grote gebieden en de bescherming van de biodiversiteit.
Het kunstmatige systeem HybriBot combineert een natuurlijke component – de haverfruitaanhangsels – met een kunstmatige component, die fungeert als transportschip voor zaden, waardoor de bewegings- en interactiemogelijkheden met de omgeving van het natuurlijke exemplaar behouden blijven.
De haveraanhangsels reageren met bewegingen op de aanwezigheid van vocht. Ze roteren, kruisen en accumuleren elastische energie, die, wanneer deze wordt vrijgegeven, de capsule beweegt. Hun bewegingen gaan door totdat de plant, zonder enige controle, in een spleet in de grond kruipt waar hij stopt, waardoor het zaad kan ontkiemen. De beweging van HybriBot wordt daarom niet ondersteund door batterijen of andere aanvullende energiebronnen.
De kunstmatige capsule weegt 60 mg, ongeveer 3 keer het natuurlijke gewicht. Het werd gemaakt door de natuurlijke capsule te bestuderen en vervolgens een mal te construeren met behulp van 3D-microfabricagetechnieken. Het kunstmatige lichaam is gemaakt van bloem, bedekt met ethylcellulose om de structuur waterdicht en stabiel te maken. Eenmaal klaar kan de capsule gevuld worden met zaden van andere planten en bemestingsstoffen.
Het gebruik van biologisch afbreekbare materialen van plantaardige oorsprong maakt HybriBot tot een apparaat met een lage impact op het milieu; het is ook onschadelijk als een dier het zou kunnen inslikken. De onderzoeksgroep testte de effectiviteit van zaadafzetting met behulp van verschillende soorten zaden, zoals tomaat, cichorei en wilgenkruid, waarbij de laatste vooral nuttig zijn in de bijenteelt; en in verschillende grondsoorten, zoals potgrond, klei en zand.