{"id":46901,"date":"2023-04-27T00:01:23","date_gmt":"2023-04-26T22:01:23","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=46901"},"modified":"2023-04-26T09:28:12","modified_gmt":"2023-04-26T07:28:12","slug":"4d-gedruckter-samenroboter-270420231","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/4d-gedruckter-samenroboter-270420231\/","title":{"rendered":"Dieser 4D-gedruckte Samenroboter kann die Boden- und Luftqualit\u00e4t analysieren"},"content":{"rendered":"

Im Italienischen Institut f\u00fcr Technologie (ITT) gibt es ein Labor f\u00fcr bio-inspirierte Robotik. Diese Abteilung hat es sich zur Aufgabe gemacht, neue, innovative L\u00f6sungen zu entwerfen und zu entwickeln und sich dabei von der Natur inspirieren zu lassen. Im Jahr 2021 wurde das Projekt I-Seed ins Leben gerufen, um eine neue Generation von flexiblen, autonomen und biologisch abbaubaren Miniaturrobotern mithilfe des 4D-Drucks<\/a> zu entwickeln. Diese Roboter sind von Pflanzensamen inspiriert. Durch die Verschmelzung von wissenschaftlicher Forschung und technologischem Design will das Labor die Umgebungen der Luft und des Oberbodens, dem Teil des Bodens, in dem Pflanzen die f\u00fcr ihr \u00dcberleben notwendigen N\u00e4hrstoffe finden, analysieren und \u00fcberwachen.<\/p>\n

Die Entwicklung dieser biologisch abbaubaren Roboter erfolgt in Zusammenarbeit mit der Universit\u00e4t Trento in Italien. Den f\u00fcr das Projekt verantwortlichen Forschern zufolge ist der Saatroboter in der Lage, die Temperatur oder Feuchtigkeit des Bodens und der Luft zu bestimmen. Er soll auch in der Lage sein, das Vorhandensein von Schadstoffen wie Quecksilber oder den CO2-Gehalt in der Atmosph\u00e4re zu erkennen. Der erste entwickelte I-Seed ist von der hygromorphen Struktur einer s\u00fcdafrikanischen Geranie, der Pelargonium appendiculatum, inspiriert.<\/p>\n

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Der Saatroboter ver\u00e4ndert seine Morphologie in Abh\u00e4ngigkeit von der Feuchtigkeit (Bild: Italienisches Institut f\u00fcr Technologie)<\/p><\/div>\n

Ein autonomer und biologisch abbaubarer Samenroboter<\/h3>\n

Diese Pflanze verh\u00e4lt sich auf eine bestimmte Weise. Wenn die Umweltbedingungen stimmen, l\u00f6sen sich ihre Samen. Ihre hygroskopischen Eigenschaften, d. h. die Aufnahme von Feuchtigkeit, erm\u00f6glichen es ihnen, ihre Form zu ver\u00e4ndern und sich zu bewegen, um den Boden zu erforschen und zu durchdringen. Dadurch wird die Keimung der Pflanze gef\u00f6rdert. Um den Samenroboter zu entwerfen, f\u00fchrten die Forscher eine morphometrische, histologische und biomechanische Untersuchung der Pelargonium appendiculatum durch, um ihr Verhalten vorherzusagen. Anschlie\u00dfend nutzten die Forscher die biomechanischen Spezifikationen, um den Samenroboter zu modellieren und herzustellen. Wie bereits erl\u00e4utert, gaben die Forscher an, den Roboter mithilfe des 4D-Drucks hergestellt zu haben.<\/p>

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Sie verwendeten das FDM<\/a>-Verfahren mit biologisch abbaubaren Polymeren<\/a> auf der Basis von Polycaprolacton, einem Polyester, der bei der Herstellung von speziellen Polyurethanen verwendet wird. Dieses Material ist f\u00fcr seine gute Wasserbest\u00e4ndigkeit bekannt. Die Extrusionsl\u00f6sung wurde mit einer Elektrospinntechnik f\u00fcr hygroskopische Fasern gekoppelt, die aus einem Polyethylenoxid (PEO) und einem Kern aus Zellulose-Nanokristallen bestehen. Den Forschern zufolge haben die k\u00fcnstlichen und nat\u00fcrlichen Samen vergleichbare geometrische Abmessungen und biomechanische Leistungen. Das Projekt k\u00f6nnte also dazu beitragen, B\u00f6den besser zu analysieren und zu erhalten. „Diese energieautarken Roboter sollen als draht- und batterielose Werkzeuge zur Erforschung und \u00dcberwachung von Oberfl\u00e4chenb\u00f6den eingesetzt werden. Mit diesem bio-inspirierten Ansatz konnten wir kosteng\u00fcnstige Instrumente entwickeln, die zur Erhebung von In-situ-Daten mit hoher r\u00e4umlicher und zeitlicher Aufl\u00f6sung eingesetzt werden k\u00f6nnen, insbesondere in abgelegenen Gebieten, in denen keine \u00dcberwachungsdaten verf\u00fcgbar sind<\/em>„, sagte Luca Cecchini, Doktorand am IIT in Zusammenarbeit mit der Universit\u00e4t Trient und Erstautor der Studie. Um mehr \u00fcber diesen Samenroboter zu erfahren, wurde ein Forschungsartikel in der Zeitschrift Advanced Science ver\u00f6ffentlicht. Sie k\u00f6nnen ihn sich \u00a0HIER<\/a> ansehen.<\/p>\n