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I-Seed, el robot impreso en 4D que es capaz de analizar la calidad del aire y el suelo

Publicado el mayo 3, 2023 por Natalia G.

El Instituto Italiano de Tecnología (ITT) cuenta con un Laboratorio de Robótica Biónica cuya misión es diseñar y desarrollar soluciones innovadoras inspiradas en la naturaleza. En 2021, lanzaron I-Seed, un proyecto destinado a desarrollar una nueva generación de micro-robots flexibles, autónomos y biodegradables a través de la impresión 4D. Estos robots están inspirados en las semillas de las plantas. A través de una fusión de investigación científica y diseño tecnológico, el laboratorio tiene como objetivo analizar y controlar el aire y el medio ambiente en la capa superior del suelo, la parte de la tierra donde las plantas encuentran los nutrientes que necesitan para sobrevivir.

La creación de estos robots biodegradables cuenta con la colaboración de la Universidad de Trento (Italia). Según los investigadores responsables del proyecto, el robot-semilla es capaz de determinar la temperatura y la humedad del suelo y del aire. También sería capaz de detectar la presencia de contaminantes, como el mercurio, o los niveles de CO2 en la atmósfera. La semilla robótica I-Seed se inspira en la estructura higromórfica de un geranio sudafricano, el pelargonium appendiculatum.

La semilla robótica cambia su morfología en función de la humedad (Créditos: Instituto Italiano de Tecnología)

Un robot que es autónomo y biodegradable

Esta planta-robot funciona de manera muy precisa, sus semillas se liberan cuando las condiciones ambientales son las adecuadas. Su higroscopicidad, es decir, su capacidad para absorber agua, les permite cambiar de forma y moverse para explorar e infiltrarse en el suelo. Esto ayuda a promover la germinación de las plantas. Para diseñar los seedbots, los investigadores realizaron estudios morfológicos, histológicos y biomecánicos en geranios para predecir su comportamiento. A continuación, los investigadores modelaron y fabricaron el robot con forma de semilla usando especificaciones biomecánicas. Como se mencionó anteriormente, los investigadores afirman haber creado robots utilizando la impresión 4D.

Utilizaron el proceso FDM con polímeros biodegradables basados en policaprolactona, un poliéster utilizado en la producción de poliuretanos especiales. Este material es conocido por su resistencia al agua. La solución de extrusión se acopló a una técnica de electrospinning de fibras higroscópicas compuestas por un óxido de polietileno (PEO) y un núcleo de nanocristales de celulosa. Según los investigadores, las semillas artificiales y naturales tienen dimensiones geométricas y prestaciones biomecánicas comparables. Por tanto, este proyecto puede permitir analizar y conservar mejor el suelo.

«Estos robots autónomos desde el punto de vista energético se utilizarán como herramientas inalámbricas y sin batería para la exploración y vigilancia de la superficie del suelo. Este enfoque bioinspirado nos ha permitido crear instrumentos baratos que pueden utilizarse para recoger datos in situ con alta resolución espacial y temporal, especialmente en zonas remotas donde no se dispone de datos de seguimiento», afirma Luca Cecchini, estudiante de doctorado del IIT en colaboración con la Universidad de Trento y primer autor del estudio. Para saber más sobre esta semilla robótica, se ha publicado un artículo de investigación en la revista Advanced Science, puedes leerlo AQUÍ.

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*Créditos foto de portada: Italian Institute of Technology

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