Robots zijn meestal geïnspireerd door mens en dier. Maar de volgende grens zijn plantoïden, plant robots die bewegen en de omgeving verkennen met slimme sensoren. Onderzoeker Barbara Mazzolai heeft plantoid technologie ontwikkeld.

De wijnstokken van de Italiaanse regio Toscane vormden inspiratie voor onderzoekers in Pontedera, in de buurt van Pisa, die de eerste zachte robot ontwikkelde die het gedrag van ranken nabootst. Het kunstmatige apparaat, gemaakt van het gangbare plastic PET, kunnen zich omdraaien en op een steun klimmen om hun positie veilig te stellen, net zoals echte wijnstokken dat doen.

Dit is de tweede plantrobot die is gemaakt door het internationale onderzoeksteam van het Center for Micro-BioRobotics aan het Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) onder leiding van Barbara Mazzolai, een bioloog met een Ph.D. in engineering.

in 2015, ze ontwikkelden de eerste plantoïde. Het heeft gevoelige bladeren en slimme wortels die planteigenschappen kopiëren zoals het verkrijgen van voedingsstoffen, en het vermijden van gevaar zonder ogen of spieren. De toppen van plantenwortels hebben sensoren die licht volgen, vochtigheid, temperatuur en voeding. Om in de grond te bewegen, ze moeten groeien, cellen aan hun structuur toevoegen. Om deze groei te reproduceren, de plantoid maakt gebruik van een 3D-printer.

Mazzolai zegt, "Dit is een revolutie in robotica, omdat de robot zijn eigen lichaam kan creëren en naar een andere interessante stimulus kan bewegen met behulp van productietechnologieën. Dus laag voor laag, het is de robot die zijn lichaam bouwt."

Naast het gebruik voor milieumonitoring in de bodem, deze robot kan een flexibele, groeiende endoscoop in een menselijk lichaam, of zelfs een ontdekkingsreiziger van buitenaardse werelden, dankzij het vermogen om te graven, zichzelf implanteren en zich aanpassen aan nieuwe externe omstandigheden.

Mazzolai zegt, "In de toekomst zullen we klimplanten hebben. Dit is een nieuw project genaamd GrowBot. Ze moeten tegen de zwaartekracht in bewegen en niet met de zwaartekracht. De uitdaging is dus om meer geschikte, misschien flexibeler, materialen hiervoor, terwijl het een mechanisme heeft waarmee de robot tegen de zwaartekracht in kan bewegen."

De kunstrank werkt via hetzelfde fysieke proces van watertransport in planten. Aan de onderkant van de robot, er is een polysulfonbuis met daarin een vloeistof met elektrisch geladen deeltjes (ionen). Het werkt als een osmotisch membraan. Deze buis slingert tussen lagen koolstofvezelweefsels die als elektroden fungeren. Wanneer het apparaat is aangesloten op een 1,3 volt batterij, deze ionen worden aangetrokken door het oppervlak van de flexibele doek, waar ze zich hechten. De bewegende deeltjes zorgen ervoor dat de vloeistof gaat stromen en de rank begint een oprollende beweging. De robot kan ook de tegenovergestelde beweging uitvoeren wanneer de batterij is losgekoppeld.

Het vermogen van wijnstokken om zich aan te passen aan de omgeving wordt gekopieerd door de robot, de weg vrijmaken voor een reeks toepassingen, inclusief draagbaar, flexibele orthopedische steunen die zich aanpassen aan de behoeften van een revalidatiepatiënt, en ranken uitgerust met sensoren of camera's om vervuiling te monitoren of mensen te redden.