仿生種子機器人可監測土壤環境
科技日報訊 (記者張夢然)意大利技術研究院與特倫托大學研究人員利用3D打da印yin創chuang建jian了le一yi個ge種zhong子zi形xing狀zhuang的de機ji器qi人ren,由you可ke生sheng物wu降jiang解jie材cai料liao製zhi成cheng,具ju有you根gen據ju濕shi度du變bian化hua探tan索suo土tu壤rang的de能neng力li,能neng夠gou在zai周zhou圍wei環huan境jing中zhong移yi動dong,且qie不bu需xu要yao電dian池chi或huo其qi他ta外wai部bu能neng源yuan。這zhe種zhong人ren造zao種zhong子zi還hai能neng自zi我wo改gai造zao,有you望wang在zai環huan境jing監jian測ce、重新造林等各個領域得到應用。研究論文發表在最近的《先進科學》雜誌上。
該成果源於歐洲項目I-Seed,從植物種子獲得靈感,主要目標是創建一種新型機器人,能夠作為傳感器監測土壤質量參數,包括汞等汙染物,以及二氧化碳水平、溫度和濕度等空氣指標。
I-Seed項目於2021年啟動。第一個I-Seed的靈感來自南非天竺葵的種子結構,複製了天竺葵隨周圍環境濕度變化而改變形狀的能力,即所謂的濕態結構。
yidalijishuyanjiuyuanshengwuqifarouxingjiqirenshiyanshiyanjiurenyuanjieshidao,yanjiucongguanchazirankaishi,zhizaimofangshengwudecelvehuoqijiegou,bingjiangqifuzhidaojiqirenjishuzhong,zainengyuanhewuranfangmianduihuanjingdeyingxiangjiaoxiao。zhiwuyizhishilinggandeyuanquan,zaimofanglegenbuhepanyuanzhiwudeshengchangheyundongcelvehou,yanjiutuanduizhongdianyanjiuletianzhukuikezhiwudianxingdezhongzixiedaijiegoudeyundonghekuosantezheng。
dangheshidehuanjingtiaojianchuxianshi,zhexiezhongzicongzhiwuzhongfenlichulai,liyongzishendexishitexing,gaibianxingzhuangbingduliyidongyitansuoheshentouturang,congerzengjiafayadejihui。
研究人員結合3D打印和靜電紡絲技術複製了種子設計。為了確定最佳解決方案,他們測試了具有所需特性的不同材料,例如能夠吸濕和膨脹的材料——纖維素納米晶體和聚環氧乙烷,以及基於聚己內酯的可生物降解和熱塑性聚合物。
研究人員稱,這些可生物降解和能源自主的機器人,將用作表層土壤勘探和監測的無線、無(wu)電(dian)池(chi)工(gong)具(ju)。這(zhe)種(zhong)受(shou)生(sheng)物(wu)啟(qi)發(fa)的(de)方(fang)法(fa)使(shi)人(ren)們(men)能(neng)夠(gou)製(zhi)造(zao)出(chu)低(di)成(cheng)本(ben)的(de)儀(yi)器(qi),用(yong)於(yu)收(shou)集(ji)具(ju)有(you)高(gao)空(kong)間(jian)和(he)時(shi)間(jian)分(fen)辨(bian)率(lv)的(de)現(xian)場(chang)數(shu)據(ju),特(te)別(bie)是(shi)在(zai)沒(mei)有(you)可(ke)用(yong)監(jian)測(ce)數(shu)據(ju)的(de)偏(pian)遠(yuan)地(di)區(qu)。
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