意大利研發(fā)出首個(gè)用于監(jiān)測(cè)環(huán)境的4D打印可變形種子機(jī)器人

意大利研究人員研發(fā)出一種新穎的、可4D 打印的、可生物降解的軟體機(jī)器人，其形狀似種子，可根據(jù)濕度改變形狀，并可在土壤中導(dǎo)航，該設(shè)備作為一種新的環(huán)境監(jiān)測(cè)工具具有巨大的市場(chǎng)潛力。

4D 打印是根據(jù)3D 打印工藝來(lái)創(chuàng)建可以根據(jù)環(huán)境因素（如光和溫度）改變其形狀或?qū)傩缘奈矬w的。該技術(shù)以前被用于自組裝、可編程材料方面，現(xiàn)被用于創(chuàng)建能夠分析土壤的軟體機(jī)器人。研究人員從南非天竺葵種子結(jié)構(gòu)中汲取靈感，該種子會(huì)根據(jù)環(huán)境濕度改變形狀。

在仔細(xì)研究了天然種子結(jié)構(gòu)和生物力學(xué)之后，研究人員結(jié)合3D 打印技術(shù)和靜電紡絲技術(shù)對(duì)其進(jìn)行了復(fù)制，研制出第一臺(tái)仿生、可生物降解、在能源和污染方面對(duì)環(huán)境影響較小的種子機(jī)器人。

研究人員使用熔融沉積建模(FDM) 打印由聚己內(nèi)酯(PCL) 組成的基板層。PCL 基板層是一種可生物降解的熱塑性聚酯，使用氧等離子體激活其吸水性，再將由聚氧化乙烯組成的電紡吸濕纖維添加到基材中。

測(cè)試中，軟體機(jī)器人在探索土壤樣本后調(diào)整其形狀以與土壤粗糙度和裂縫相吻合，該機(jī)器人還非常節(jié)能，可以舉起自身重量100 倍左右的物體，可用于收集具有高空間和高時(shí)間分辨率的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。

該新穎設(shè)備為監(jiān)測(cè)地球提供了新方法，由于該設(shè)備成本低、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、數(shù)據(jù)收集能力強(qiáng)，特別適用于那些沒(méi)有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可用的偏遠(yuǎn)地區(qū)。