Die Robotik befindet sich mit Hilfe neuer Technologien wie der künstlichen Intelligenz in einer Entwicklungsphase, steht jedoch noch vor großen Herausforderungen, wie etwa der Minimierung ihrer Auswirkungen auf die natürliche Umgebung, in der die Robotik eingeführt wird. Im Vergleich zu den schweren, metallischen Robotern in Hundeform von Boston Dynamics oder den Robotern, die Kisten in Kaufhäusern tragen, gibt es einen Zweig der Soft-Roboter, der Systeme entwirft, die eher von der Natur inspiriert sind, beispielsweise um landwirtschaftliche Plantagen zu überwachen und ihnen beim Wachstum zu helfen . Linderung der Auswirkungen der Dürre, wie sie in den meisten Regionen Spaniens täglich herrscht.

Hunderte von geflügelten Samen fallen großflächig auf den Boden. Ihre Funktion besteht nicht darin, sich genetisch zu vermehren und neue Pflanzen hervorzubringen, sondern die klimatischen Bedingungen des Landes zu überwachen und den Anbau zu fördern. Ist Robotersamen, Acer i-Seeddie kürzlich von Forschern des italienischen Instituts für Technologie (IIT) und des Leibniz-Instituts für Neue Materialien in Deutschland vorgestellt wurde.

Das Temperatur, Luftfeuchtigkeit oder Verschmutzung sind einige Umweltfaktoren was dieses Wissenschaftlerteam in Zukunft mit diesen künstlich leuchtenden Samen untersuchen möchte. Der Vorschlag wurde veröffentlicht in wissenschaftliches Magazin Fortschritte in der WissenschaftDort beschreiben sie ausführlich die Vorteile dieser winzigen Biosensoren und ihre Wirksamkeit, mit der sie weiter gehen als jedes andere Robotergerät heute.

Überwachung ohne Kontamination

Eine nachhaltige und verteilte Klimaüberwachung oder landwirtschaftliche Plantagen sind der Schlüssel zur Klarheit bei der Suche nach neuen Strategien zur Bekämpfung des Klimawandels sowie zur Erhaltung von Nutzpflanzen, die den Landwirten aufgrund der Wasserknappheit so viele Probleme bereiten. Der Einsatz gängiger Technologien, bei denen Sensoren über ein Gebiet verteilt sind, birgt jedoch eine Reihe von Risiken für die Umwelt. Hierbei handelt es sich in der Regel um teure Technologien, die Elektroschrott in der natürlichen Umwelt produzieren.

Mit dem gleichen Ziel werden viele Erfindungen vorgestellt, deren Inspiration von Pflanzen und Insekten stammt. Kürzlich hat die University of Washington einen kleinen Roboter entwickelt, das MilliMobile, mit Rädern und Solarpaneelen, die etwas größer als ein Floh sind. Er ist nicht der Einzige, andere haben sich von Löwenzahn dazu inspirieren lassen, bei der Überwachung des Klimawandels noch weiter zu gehen und sogar die Umweltverschmutzung mit fliegenden Chips zu überwachen, die kleiner als Ameisen sind.

Letzteres ändert seine Farbe, um das Vorhandensein von Schadstoffen anzuzeigen, und löst sich mit der Zeit im Grundwasser auf. Zwei Eigenschaften, die denen des neuen Acer i-Seed ähneln, der in diesem Artikel im Mittelpunkt steht und eine ermöglicht geringere Auswirkungen auf die Umwelt, Gleichzeitig übermitteln sie die gesammelten Informationen an Drohnen, die der Luftunterstützung dienen.

Künstliche geflügelte Samen

„Diese Studie zeigt, dass die Nachahmung der Strategien oder Strukturen von Lebewesen und deren Nachbildung in der Robotertechnologie ein Schlüsselelement zur Erreichung dieses Ziels ist. Innovationen mit geringen Auswirkungen auf die Umwelt in Bezug auf Energie und Umweltverschmutzung zu erhaltenkommentierte Barbara Mazzolai, stellvertretende Direktorin für Robotik am IIT und Direktorin des Bioinspired Soft Robotics (BSR) Laboratory.

Dieser kleine Sensor ist so gestaltet, dass er die Form eines Ahornsamens nachahmt, um über große Entfernungen und mit minimalem Elektronikeinsatz die gleiche Streuleistung zu erreichen. Wenn die Ahornsamen, auch Samaras genannt, reifen, brechen sie von den Zweigen ab und fallen auf den Boden, allerdings erst, wenn sie dank ihrer einzelnen Flügel vom Wind über weite Strecken getragen und verbreitet werden.

Ahornfrüchte haben asymmetrische Flügel, die praktisch mit den Flügeln eines Flugzeugpropellers identisch sind. Wenn die Frucht fällt, bewirken diese Flügel eine Drehbewegung, die ihre Ankunft am Boden verzögert und so das Entfernen der Samen erleichtert. „Die gleiche Samenart hat wahrscheinlich das Genie Leonardo da Vinci zu seinen Werken inspiriert Luftvite„, Forscher schlagen vor.

Um die Bodentemperatur zu messen und nach außen zu kommunizieren, ohne dass eine lange Liste an technologischen Komponenten erforderlich ist, werden künstliche Saatgutzusammensetzungen aus biokompatiblen und kompostierbaren Materialien hergestellt. Das Die Basis ist Polymilchsäure (PLA) mit fluoreszierenden Lanthanoidpartikeln, das ungiftig, aber temperaturempfindlich ist. Schließlich wurden die biolumineszierenden künstlichen Samen mithilfe von 3D-Drucktechniken hergestellt.

[El genial invento con el que ahorrar en luz y calefacción: sólo necesita sol y no requiere placas]

Die Höhe des Ahornzweigs, auf dem die Samen fliegen, wird mit einer Drohne nachgebildet, um die künstlichen Samen über das zu untersuchende Gelände zu schleudern. Sobald die i-Seeds gelandet sind, machen Drohnen Fotos von ihnen Ausgestattet mit einem fLiDAR-System (Fluorescent Light Detection and Ranging).

Das System sendet Licht im nahen Infrarotbereich aus, das die Lanthanoidpartikel in den i-Seeds zum Leuchten bringt und von Drohnen erkannt wird. ICHZu Die Bodentemperatur wird bestimmt durch Veränderung der Photolumineszenz, wie Farbe und Intensität. Diese Angaben werden von über dem Ort fliegenden Drohnen „gelesen“.

Dies ermöglicht eine ferngesteuerte und verteilte Überwachung der Bodentemperatur und anderer Parameter dort, wo sie sich befinden. Forscher haben den Acer I-Seed mit diesem Verfahren im Freien getestet und seine Machbarkeit nachgewiesen.

Obwohl sich dieses Projekt auf die Fähigkeit konzentriert, die Samentemperaturen zu überwachen, sagen die Forscher Sie erwägen die Einbeziehung fluoreszierender Partikel, die empfindlich auf andere Umweltparameter wie Luftfeuchtigkeit, CO2-Gehalt oder Schadstoffe reagieren. Die Studie wurde dank des I-Seed-Projekts, koordiniert vom IIT und in Zusammenarbeit mit deutschen Instituten, von der Europäischen Union gefördert.

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