Искусственное семя, способное воспринимать параметры окружающей среды, не оказывая при этом негативного влияния на нее,было разработано в Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) в Генуе. Мягкий робот, получивший название Acer i-Seed, создан по образу крылатки - семя клена полевого (лат. Acer campestre) и может отслеживать температуру почвы. Он изготовлен из биосовместимого материала и напечатан на 3D-принтере. С помощью беспилотника их можно разбрасывать на больших площадях и изучать местность на расстоянии.
Технология Acer i-Seed была описана в журнале Science Advances исследовательской группой под руководством Барбары Маццолаи из IIT в сотрудничестве с Leibniz Institute for New Materials (INM), Германия.
Искусственное семя повторяет аэродинамические характеристики крылатки. После созревания эти семена отделяются от растения и разносятся ветром на большие расстояния. Семена имеют своеобразную однокрылую аэродинамическую конструкцию, позволяющую им при падении вращаться, что снижает скорость падения и позволяет семени дольше находиться в воздухе, увеличивая тем самым расстояние рассеивания.
"Это исследование показывает, что имитация стратегий или структур живых существ и их воспроизведение в робототехнике являются ключевыми элементами для получения инноваций с низким уровнем воздействия на окружающую среду с точки зрения энергопотребления и загрязнения", - прокомментировала Барбара Маццолай, заместитель директора по робототехнике IIT и директор лаборатории Bioinspired Soft Robotics (BSR).
Проанализировав морфологию и аэродинамику природных семян, группа исследователей разработала и воплотила в жизнь искусственное биомиметическое семя. Затем они разработали биосовместимый и компостируемый материал на основе полилактида (PLA) со встроенными нетоксичными флуоресцентными частицами лантанидов, чувствительными к температуре.
Флуоресцентные искусственные семена потенциально могут быть размещены на беспилотниках, оснащенных системой fLiDAR (fluorescence Light Detection and Ranging), что позволит осуществлять дистанционный и распределенный мониторинг температуры почвы и других параметров. Исследователи уже провели полевые испытания беспилотного летательного аппарата и Acer I-Seed, продемонстрировав их целесообразность.
"Перемещение сенсоров в материал позволяет обойтись без источников питания и электроники, что делает его экологичным и надежным", - говорит Тобиас Краус, возглавляющий разработку сенсорных материалов в INM.
Хотя в данном исследовании основное внимание уделяется термочувствительности, в будущем ученые рассматривают возможность включения флуоресцентных частиц, чувствительных к другим важным параметрам окружающей среды, таким как влажность, уровень CO2 и загрязняющих веществ.
Следующим шагом станет сотрудничество с заинтересованными компаниями для использования этих новых мягких роботов Acer i-Seeds на больших территориях, таких как сельскохозяйственные угодья, для распределенного, беспроводного и экологичного анализа окружающей среды.
Комментарии
(0) Добавить комментарий