科技日报记者 张梦然

意大利技术研究院与特伦托大学研究人员利用3D打印创建了一个种子形状的机器人，由可生物降解材料制成，具有依照湿度变化探究土壤的能力，可以在身边环境中挪移，且不需要电池或其他外部能源。这种人造种子还能自我改造，有望在环境监测、重新造林等各个领域得到应用。研究论文发表在最近的《先进科学》杂志上。

第一个I-Seed的灵感来自南非天竺葵的种子结构，复制了天竺葵依照身边环境湿度的变化而改变形状的能力。图片来源：意大利技术研究院

该成果源于欧洲项目I-Seed，从植物种子获得灵感，要紧目标是创建一种新型机器人，可以作为传感器监测土壤质量参数，包括汞等污染物，以及二氧化碳水平、温度和湿度等空气指标。

I-Seed项目于2021年启动。第一个I-Seed的灵感来自南非天竺葵的种子结构，复制了天竺葵随身边环境湿度变化而改变形状的能力，即所谓的湿态结构。

意大利技术研究院生物启示柔性机器人实验室研究人员解释道，研究从观察自然开始，旨在模仿生物的策略或其结构，并将其复制到机器人技术中，在能源和污染方面对环境的妨碍较小。植物一直是灵感的源泉，在模仿了根部和攀缘植物的生长和运动策略后，研究团队重点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。

当合适的环境条件浮现时，这些种子从植物中分离出来，利用自身的吸湿特性，改变形状并独立挪移以探究和渗透土壤，从而增加发芽的机会。

研究人员结合3D打印和静电纺丝技术复制了种子设计。为了确定最佳解决方案，他们测试了具有所需特性的不同材料，例如可以吸湿和膨胀的材料——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，这些可生物降解和能源自主的机器人，将用作表层土壤勘探和监测的无线、无电池工具。这种受生物启示的办法使人们可以创造出低成本的仪器，用于收集具有高空间和时刻分辨率的现场数据，非常是在没有可用监测数据的偏远地区。

来源：中国科技网