首个4D打印的、可改变形状的“种子机器人”可用于监测环境

意大利研究者们创造了一种新颖的4D打印技术，该技术能够制造出可生物降解的软体机器人，其形状犹如种子，能够在土壤中自由航行。这种机器人能够随着湿度的变化改变形状，对环境因素作出反应。这一发明作为环境监测的新方式，潜力巨大。

该技术的核心在于模仿自然界中的种子结构。研究者们从南非天竺葵的种子结构中汲取灵感，创造出一种仿生的种子机器人。这种机器人的形状会随着环境湿度的变化而变化，以此提高其在土壤中的适应性和机动性。这种独特的适应性设计大大提高了种子发芽的机会。

研究人员使用先进的3D打印技术和电纺技术来制造这种机器人。电纺技术是一种纤维生产方法，能够制造出纳米级的纤维。在此基础上，他们制造出了一个由可生物降解材料组成的机器人，包括聚己内酯基底和由聚氧化乙烯外壳和纤维素纳米晶体核心组成的电纺吸湿纤维。这些材料的选择确保了机器人的生物相容性和环保性。

这个软体机器人在测试中表现出了惊人的能力。它能够探索土壤样本，调整形状以适应土壤的粗糙度和裂缝。令人惊讶的是，它非常节能，可以承受其重量的约100倍重量。这为未来的应用提供了巨大的可能性。

研究人员表示，这种设备提供了一种新的、不引人注意的方式来监测地球的环境状况。这种监测方法不仅有助于了解地球的福祉状况，而且是在不干扰自然环境的前提下进行的。他们希望这种低成本、简单设计的设备能够在偏远地区发挥巨大的作用，尤其是在没有监测数据的地区。这些可生物降解的机器人可以作为无线工具用于地表土壤的勘探和监测，收集具有高空间和时间分辨率的原位数据。这项研究已经发表在《先进科学》杂志上。