仿生种子机器人可监测土壤环境，能改变形状以响应湿度

意大利技术研究院与特伦托大学的专家们，通过前沿的3D打印技术，成功打造了一款种子形态的机器人。这款机器人以可生物降解材料制成，如同自然种子一般，拥有探索土壤并适应湿度变化的能力，无需电池或其他外部能源即可在环境中自如移动。这款人造种子的独特之处在于，它具备自我改造的能力，有望在环境监测、重新造林等诸多领域大放异彩。相关的研究论文已在《先进科学》杂志上发表。

这一创新项目的灵感源于南非天竺葵的种子结构。研究人员深受启发，模仿了天竺葵随湿度变化改变形状的能力，进一步打造了这款仿生的机器人种子。其图像资料来源于意大利技术研究院。

欧洲项目I-Seed的初衷是借鉴植物种子的灵感，打造一款新型机器人，以传感器的方式监测土壤质量参数，包括污染物如汞等以及二氧化碳水平、温度和湿度等空气指标。该项目自2021年启动以来，便备受关注。

意大利技术研究院生物启发柔性机器人实验室的研究人员表示，他们的研究始于对自然的观察，旨在模仿生物的策略和结构，并将其应用到机器人技术中，以减小对环境的能源和污染影响。在模仿了根部和攀缘植物的生长和运动策略后，研究团队深入研究了天竺葵科植物典型的种子携带结构的运动和扩散特征。

当环境条件适宜时，这些种子会从植物中分离出来，利用自身的吸湿特性改变形状并独立移动，以探索和渗透土壤，从而增加发芽的机会。为了复制这种神奇的设计，研究人员结合了3D打印和静电纺丝技术。在确定最佳方案的过程中，他们测试了具有所需特性的不同材料，如吸湿膨胀的纤维素纳米晶体和聚环氧乙烷，以及基于聚己内酯的可生物降解和热塑性聚合物。

研究人员称，这些可生物降解且能源自主的机器人将成为一种无线、无电池的工具，用于表层土壤勘探和监测。这种受生物启发的制造方法使人们能够制作出低成本的仪器，用于收集具有高空间和时间分辨率的现场数据，特别是在缺乏监测数据的偏远地区。这一创新技术的潜力令人期待其未来更广泛的应用。