Aqui estão as plantas-robô: sementes “inteligentes” e raízes artificiais

Plantoids , robôs que crescem, evoluem e se comportam como plantas , foram concebidos e desenvolvidos por Barbara Mazzolai, vice-diretora do departamento de robótica do Instituto Italiano de Tecnologia. O primeiro exemplo: sementes com raízes artificiais.

“Nosso trabalho é estudar as plantas e, em particular, sua capacidade de se mover, se comunicar e interagir com o meio ambiente e, então, tentar replicar suas características na fabricação dos chamados plantoides, termo que nasceu em analogia ao do humanóide , ou seja, planta -como robôs. "

Barbara Mazzolai

O projeto

O Dr. Mazzolai é biólogo com doutorado em Engenharia de Microssistemas e membro do Conselho Consultivo Científico do Instituto Max Planck de Sistemas Inteligentes , e trabalho há vários anos em um projeto que visa a criação de um tipo de robô capaz de imitar o comportamento das plantas.

O projeto exigiu competências diferenciadas e está fortemente ligado à sua multidisciplinaridade. Na verdade, noções de biologia eram necessárias para estudar o comportamento das plantas e selecionar as habilidades peculiares mais interessantes, habilidades em química e engenharia de materiais para definir melhor a tecnologia a ser usada, bem como, claro, habilidades puramente de engenharia e robótica para projetar e implementar robôs.

Os materiais utilizados, por exemplo, devem ser biodegradáveis e ter uma estrutura que permita o seu transporte e disseminação com drones.

O objetivo da pesquisa

O objetivo de seu grupo de pesquisa está focado no comportamento das plantas, uma vez que são capazes de se comunicar constantemente com o meio ambiente e em crescimento perene . Por isso, pensa-se que os plantoides crescem por meio da integração de novos materiais e são guiados pelos estímulos que recebem de fora.

A peculiaridade das plantas é que crescem quase indefinidamente em suas extremidades, mas sempre diante de um estímulo sensorial externo . Não se trata de um crescimento casual, mas guiado pelas informações que o próprio organismo é capaz de coletar.

Os plantoides devem, portanto, ser capazes de perceber os estímulos externos e transformá-los em crescimento visando se adaptar ao ambiente circundante e explorá-lo movendo apenas a parte terminal das "raízes", a fim de minimizar o atrito e a força necessária ao movimento.

“Também precisamos começar a pensar seriamente sobre o impacto que essas tecnologias terão no meio ambiente. Hoje estamos rodeados de ferramentas tecnológicas que envelhecem muito cedo e se tornam muito poluentes e difíceis de descartar o lixo. Não podemos estudar o meio ambiente e depois contaminá-lo: a eletrônica sustentável é certamente um desafio muito difícil, mas devemos enfrentar o problema com toda a certeza. "

Barbara Mazzolai

Na verdade, até agora, a robótica tem se concentrado em ser capaz de se integrar em ambientes altamente antropizados , o novo desafio é se integrar em ecossistemas naturais garantindo sua sustentabilidade. O uso desta nova espécie de plantas robô é na verdade destinado principalmente a uma causa ambiental que permite que os seres humanos para monitorar e possivelmente "ajuda" dos ecossistemas dentro dos quais as plantoids são usados.

I-Seed: plantas robóticas e sementes artificiais

Um primeiro exemplo de plantoides é representado pelo I-Seed , um tipo de microrrobô cujo comportamento é inspirado no das sementes : eles são liberados no solo e penetram nele, permitindo o monitoramento de parâmetros como temperatura, umidade, fertilidade do solo, níveis nível de dióxido de carbono e poluição.

Eles são capazes de mover suas raízes artificiais, que agem como sensores, dentro do solo para coletar dados confidenciais.

As raízes artificiais crescem adicionando material à sua estrutura por manufatura aditiva . Existe um motor que puxa um carretel de material termoplástico , que muda sua viscosidade ao aquecer e que entra na "cabeça" do robô. Existem também rodas dentadas que garantem que o fio fique sempre em contato com a ponta. Cada nova camada de arame é então aquecida, torna-se pegajosa e adere à camada anterior. Desta forma, o robô cria seu corpo camada por camada, como se fosse uma impressora 3D miniaturizada . No entanto, o ser humano sempre foi inspirado pela natureza para inventar novas tecnologias e, como diz a própria Mazzolai, a bioinspiração já pode ser atribuída a Leonardo da Vinci.

“A natureza inspira o ser humano desde os tempos antigos. Em certo sentido, Leonardo da Vinci poderia ser considerado o pai da bioinspiração. Virar o olhar para a natureza para inovar é uma estratégia que pertence não só à robótica, mas a muitos outros setores disciplinares. A robótica biosipirada faz, portanto, parte do cenário da biomimética, onde a natureza é tomada como fonte de inspiração para resolver problemas práticos e encontrar respostas para necessidades concretas. Além das plantas, também estudamos animais, principalmente invertebrados, que nos oferecem muitas ideias para a criação desses robôs bioinspirados que reproduzem determinados comportamentos e movimentos de animais e plantas ”.

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