Quanto è importante la tecnologia per comprendere i cambiamenti climatici e proteggere l’ambiente? Il progetto I-Seed combinerà robotica morbida bioispirata, scienza dei materiali e intelligenza artificiale per sviluppare nuovi robot innovativi che imitano il comportamento dei semi delle piante e in grado di monitorare i parametri del suolo e del clima, come la presenza di sostanze inquinanti, umidità, livelli di CO2, temperatura e qualità delle acque. Questi innovativi “semi intelligenti”, denominati robot I-Seed, saranno biodegradabili, rispettando così l’ambiente.
I-Seed è stato finanziato con una sovvenzione totale di 4 milioni di euro dall’Unione Europea nell’ambito del bando FET Proactive Environmental Intelligence 2020 e sarà coordinato da Barbara Mazzolai, direttrice del Center for Micro-BioRobotics (CMBR) di IIT-Istituto Italiano di Tecnologia (Istituto Italiano di Tecnologia). Il progetto durerà 4 anni e sono coinvolti 5 partner europei provenienti da Italia, Germania, Paesi Bassi e Cipro.
Come fece Leonardo da Vinci con la sua “vite aerea”, i ricercatori prenderanno ispirazione dai semi delle piante che utilizzano il meccanismo di dispersione volante e strategie di scavo per penetrare nel terreno, come rispettivamente i semi di Samara e i semi di Erodium cicutarium. Le piante usano le capacità di dispersione dei semi per sopravvivere e replicarsi; questo aspetto è fondamentale per l’ecologia vegetale e per garantire il benessere delle piante delle generazioni future. Il progetto I-Seed, quindi, si concentrerà sullo studio della morfologia dei semi delle piante, sulla loro dispersione e anche sullo studio di materiali biodegradabili multifunzionali. L’obiettivo principale è quello di ottenere due tipologie di robot miniaturizzati morbidi auto-dispiegabili e biodegradabili con caratteristiche differenti: I-SEED ERO e I-SEED SAM.
I-Seed ERO sarà un robot morbido in grado di penetrare nel terreno attraverso un movimento reso possibile dalla sua particolare forma a “vite di bottiglia”, mentre il robot I-Seed SAM volerà e opererà nella superficie del terreno. La procedura di dispersione dei semi avverrà con l’ausilio di un drone che li spargerà sul terreno, come campi coltivati o praterie; attraverso l’uso di un software specifico, i ricercatori potranno tracciare la loro posizione precisa e monitorare le condizioni del suolo. Per facilitare la procedura di tracciamento, i semi intelligenti saranno fluorescenti e i droni utilizzeranno un sistema LIDAR per rilevare i semi da lunghe distanze. I robot I-Seed permetteranno di raggiungere aree geografiche dove al momento non è presente alcuna forma di monitoraggio ambientale.
“Capire, monitorare, ripristinare e preservare l’equilibrio degli ecosistemi naturali è necessario per salvaguardare la biodiversità delle specie” commenta Barbara Mazzolai, coordinatrice del progetto I-Seed e Direttore Associato di Robotica presso IIT-Istituto Italiano di Tecnologia. “Con un team fortemente multidisciplinare, I-Seed mira a sviluppare nuove tecnologie eco-responsabili ispirate alla morfologia e alle capacità di dispersione dei semi delle piante per proteggere e migliorare la qualità dell’aria, dell’acqua e del suolo e gestire efficacemente le risorse naturali .”
Entrambi i robot I-Seed verranno utilizzati per rilevare parametri ambientali attraverso l’applicazione di materiali multifunzionali che svolgono contemporaneamente la funzione di sensori e attuatori. Questi innovativi semi robotici si degraderanno grazie ai polimeri utilizzati per la loro produzione, combinando anche materiali morbidi e rigidi per le parti in movimento (materiali PLA, PLC, Hydrogel). I ricercatori, quindi, implementeranno le reti di sensori con una struttura innovativa, a basso costo e responsabile dal punto di vista ambientale grazie ai loro materiali biodegradabili.
Il progetto è iniziato a gennaio 2021 e il suo consorzio, coordinato dall’Istituto Italiano di Tecnologia, comprende 5 partner europei: Istituto Leibniz per i Nuovi Materiali (Germania), Consiglio Nazionale delle Ricerche (Italia), Scuola Superiore Sant’Anna (Italia), Wageningen University (Paesi Bassi) e Olyseus Innovations Ltd. (Cipro)
