Nyitókép: Pixabay
Az élővilág folyamatosan inspirál technológiai fejlesztéseket. A biológiai mintát kisebb-nagyobb mértékben másolva, számos robotot, infokommunikációs rendszert, eljárást dolgoztak már ki. Legutóbb a genovai Olasz Technológiai Intézet (IIT) és az észak-olasz Trento Egyetem Biológiailag Inspirált Robotika Laboratóriuma (BSR) fejlesztett mezőgazdasági alkalmazásra (környezet monitoring, erdősítés stb.) ilyen robotot.
Az IIT által koordinált, 2021 januárjában indult európai uniós I-Seed (I-Mag) projekt keretében, a kutatók az ígéretes jövő előtt álló puha robotikát (soft robotics), a biomimikrit, az anyagtudományt és a 3D nyomtatást (3DP) hozták közös nevezőre. A projekt célja a talajminőséget, mérgező anyagok, például a higany jelenlétét folyamatosan figyelő, a levegőt változatos paraméterek (széndioxid-szint, hőmérséklet, nedvességtartalom) alapján mérő, szenzorként funkcionáló eszközök kidolgozása.
A dél-afrikai muskátli jelentette az inspirációt
A prototípushoz ezúttal azonban nem az ember és nem is az állatvilág, hanem egy virág, a dél-afrikai muskátli (Pelargonium appendiculatum) magszerkezete adta az ihletet. A virágmag különlegessége, hogy a környezeti nedvesség változásaira meg tudja változtatni az alakját, kiemelkedik vízzel bőségesen ellátott helyeken (higromorf szerkezet).
A biológiailag lebomló anyagokból készült, tehát környezeti kárt nem okozó magformájú robot képes nedvesség alapján vizsgálni a talajt, akkumulátor és más energiaforrás, és persze vezeték nélkül mozogni. Az önmagát átalakító autonóm gépecske mesterséges mag, (napjaink infokom névadásának megfelelően) intelligens mag, ő az I-Mag.
Intelligens magok figyelik a talajt (Kép: IIT)
A kutatást a természet, élő szervezetek stratégiáinak vagy szerkezetének megfigyelésével kezdték, hogy aztán robot formájában lemásolják a látottakat. Az IIT Robotika Csoportját vezető Barbara Mazzolai régóta foglalkozik növények gépi utánzásával, a kutató a terület egyik úttörője és legismertebb szaktekintélye. Munkatársaival korábban gyökerek és kúszónövények növekedésével és mozgásával foglalkoztak, egy ideje viszont a muskátlik maghordozó szerkezetének mozgását, a magok szétszóródását tanulmányozzák behatóan.
Környezetbarát robot
Megfelelő környezeti feltételek esetén, a magok leválnak a növényről, higromorf szerkezetüket kihasználva, alakot váltanak, mozgásra képesek, és a talajba behatolva, növelik a csírázás esélyét. Mazzolai és munkatársai érdekesnek találták, hogy a magok elhalt cellulózalapú szöveteket hasznosítanak. Ezekben a szövetekben nem megy végre anyagcsere, deformálódnak, és kizárólag a környezet páratartalmának változásait használják ki.
A magot elemezve, 3D nyomtatást és más technikákat együtt alkalmazva, készítették el a másolatot. Az óhajtott alkalmazások függvényében, többféle, nedvességet elnyelő és táguló anyagot teszteltek: cellulóz nanokristályokat, polietilén-oxidot. Ezeket biológiailag lebomló és hőre lágyuló polimerekkel egyesítették, és elkészült a környezetet annak megváltoztatása nélkül figyelő robot prototípusa.
A robot, robotikus műszer olcsó, a helyszínen használható, és olyan nehezen megközelíthető, elzárt helyeken is használható, amelyekről nem áll rendelkezésre elegendő adat. Az I-Mag pedig az infokom megoldások mezőgazdasági alkalmazásának újabb szép példája.
