I ricercatori dell’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT-Istituto Italiano di Tecnologia) in collaborazione con l’Università di Friburgo hanno sviluppato un robot bioibrido, costituito da una capsula a base di farina creata utilizzando tecniche di microfabbricazione 3D e due appendici naturali del frutto dell’avena in grado di muoversi in risposta all'umidità dell'aria.
Denominato HybriBot, questo nuovo dispositivo può accogliere semi naturali di diverse piante, fungendo da vettore biodegradabile per la riforestazione. Il gruppo di ricerca ha già condotto test positivi con semi di pomodoro, cicoria e salice, quest'ultimo uno dei fiori preferiti dalle api, da cui sono germinate le piante. Per l'invenzione è stata depositata una domanda di brevetto.
HybriBot è stato descritto in un articolo pubblicato in Advanced Materials; nasce nell'ambito del progetto europeo i-Seed coordinato da Barbara Mazzolai, Direttore Associato per la Robotica presso l'IIT, e dell'ecosistema di innovazione RAISE (Robotics and AI for Socio-economic Empowerment).
La prima autrice del lavoro è Isabella Fiorello, che dopo un periodo di ricerca all'IIT nel gruppo di Mazzolai, è ora Junior Principal Investigator presso il Cluster of Excellence Living, Adaptive and Energy-autonomous Materials Systems (livMatS) dell'Università di Friburgo .
L’invenzione rappresenta un’ulteriore soluzione che il laboratorio Bioinspired Soft Robotics dell’IIT, pioniere nella robotica ispirata agli organismi viventi, in particolare alle piante, ha individuato per affrontare i problemi legati ai cambiamenti climatici, come la necessità di rimboschimento di vaste aree e la protezione della biodiversità.
Il sistema artificiale HybriBot combina una componente naturale - le appendici del frutto dell'avena - con una artificiale, che funge da vaso di trasporto per i semi, mantenendo le capacità di movimento e di interazione con l'ambiente dell'esemplare naturale.
Le appendici dell'avena reagiscono alla presenza di umidità con movimenti. Ruotano, si intersecano e accumulano energia elastica che, una volta rilasciata, muove la capsula. I loro movimenti continuano finché, senza alcun controllo, la pianta si insinua in una fessura del terreno dove si ferma, permettendo al seme di germogliare. Il movimento di HybriBot, quindi, non è supportato da batterie o altre fonti di energia aggiuntive.
La capsula artificiale pesa 60 mg, circa 3 volte il peso naturale. È stato realizzato studiando la capsula naturale e, successivamente, costruendo uno stampo utilizzando tecniche di microfabbricazione 3D. Il corpo artificiale è stato realizzato utilizzando farina, rivestita con etilcellulosa per rendere la struttura impermeabile e stabile. Una volta pronta, la capsula può essere riempita con semi di altre piante e sostanze fertilizzanti.
L'utilizzo di materiali biodegradabili di origine vegetale rende HybriBot un dispositivo a basso impatto ambientale; è inoltre innocuo nel caso in cui un animale possa ingerirlo. Il gruppo di ricerca ha testato l'efficacia della deposizione dei semi utilizzando vari tipi di semi, come quello di pomodoro, di cicoria e di salice, quest'ultimo particolarmente utile in apicoltura; e in diversi tipi di terreno, come terriccio, argilla e sabbia.
Ulteriori informazioni: Isabella Fiorello et al, Una macchina miniaturizzata bioibrida autodisperdente che utilizza falde di avena selvatica per la riforestazione e l'agricoltura di precisione, Materiali avanzati (2024). DOI:10.1002/adma.202313906
Fornito da Istituto Italiano di Tecnologia
