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(noticias nanowerk) Un nuevo tipo de semilla artificial para capturar parámetros ambientales sin afectar la salud ambiental es la invención del IIT-Istituto Italiano di Tecnologia (Instituto Italiano de Tecnología) en Génova, Italia. Llamado Acer i-Seed, el robot blando está inspirado en las semillas naturales de Acer y puede controlar la temperatura del suelo volviéndose brillante. Está fabricado con un material biocompatible y compostable y fue fabricado mediante tecnologías de impresión 3D. Con un dron se pueden distribuir sobre una gran superficie y examinar el terreno a distancia.
El nuevo Acer i-Seed fue descrito en la revista especializada Avances científicos (“Un folleto luminoso impreso inspirado en semillas de plantas para una detección física respetuosa con el medio ambiente”) por el grupo de investigación de Barbara Mazzolai en el IIT de Génova (Italia), en colaboración con el Instituto Leibniz de Nuevos Materiales (INM), Saarbrücken, Alemania. El estudio contó con financiación de la Unión Europea gracias al proyecto I-Seed coordinado por el IIT.
La semilla artificial reproduce el comportamiento aerodinámico de la Acer campestre Semillas, una especie de Acer originaria de Europa. Cuando están maduras, estas semillas se desprenden de la planta y son transportadas y dispersadas a largas distancias por el viento. Curiosamente, estas semillas presentan un diseño aerodinámico especial de una sola hoja que les permite girar como la pala de un helicóptero mientras caen. Esta autorrotación reduce la velocidad de descenso y permite que la semilla permanezca en el aire por más tiempo, aumentando la probabilidad de dispersión por ráfagas de viento. Fue el mismo tipo de semilla que quizás inspiró al genio Leonardo Da Vinci a diseñar su “vite aerea”.
Los investigadores del IIT están trabajando en el campo de la robótica blanda de inspiración biológica. Tras imitar las estrategias de crecimiento y movimiento de las raíces, trepadoras y semillas de Geraniaceae, el grupo se ha centrado ahora en estudiar las características de vuelo y dispersión de las estructuras de las semillas de Acer alado de Geraniaceae.
“Este estudio demuestra que imitar las estrategias o estructuras de los seres vivos y replicarlas en tecnologías robóticas son elementos clave para lograr innovaciones con bajo impacto ambiental en términos de energía y contaminación”, comentó Barbara Mazzolai, subdirectora de Robótica del IIT y directora del Laboratorio de Robótica Blanda Bioinspirada (BSR).
Tras analizar la morfología, histología y aerodinámica de las semillas naturales, el grupo de investigación diseñó y realizó las semillas artificiales biomiméticas. Luego desarrollaron un material biocompatible y compostable a base de ácido poliláctico (PLA) con partículas de lantánidos fluorescentes no tóxicas incrustadas que son sensibles a la temperatura. Finalmente, utilizaron tecnologías de impresión 3D para producir las semillas luminosas artificiales.
Los volantes fluorescentes artificiales con forma de semillas podrían desplegarse mediante drones equipados con fLiDAR (detección y alcance de luz fluorescente), lo que permitiría un seguimiento remoto y distribuido de la temperatura del suelo y otros parámetros. Los investigadores ya probaron in situ el I-Seed Acer lanzado por un dron y demostraron su viabilidad.
«La incorporación de la tecnología de sensores al material hace que las fuentes de energía y la electrónica sean innecesarias y hace que el avión sea robusto y respetuoso con el medio ambiente», afirma Tobias Kraus, que dirige el desarrollo de los materiales de los sensores del volante en el INM (Instituto Leibniz de Nuevos Materiales).
Si bien esta investigación se centra principalmente en la detección térmica, futuros investigadores están considerando incorporar partículas fluorescentes que respondan a otros parámetros ambientales importantes como la humedad y el CO.2 Nivel de contaminantes.
El siguiente paso será trabajar con empresas interesadas para implementar estos nuevos robots blandos, los Acer i-Seeds, en áreas más grandes, como campos agrícolas, para realizar análisis ambientales distribuidos, simultáneos, inalámbricos y ecológicos.
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