Um novo tipo de semente artificial para detectar parâmetros ambientais sem impactar a saúde do meio ambiente é a invenção proveniente do IIT-Instituto Italiano di Tecnologia (Instituto Italiano de Tecnologia) em Gênova, Itália. O robô macio, denominado Acer i-Seed, é inspirado nas sementes naturais da “Acer” e pode monitorar a temperatura do solo tornando-se luminescente. É feito de material biocompatível e compostável, e foi realizado com tecnologias de impressão 3D. Um drone pode ser usado para espalhá-los em grandes áreas e estudar o terreno à distância.

   O novo Acer i-Seed foi descrito na prestigiada revista científica Science Advances pelo grupo de investigação liderado por Barbara Mazzolai no IIT em Génova (Itália), em colaboração com o Instituto Leibniz para Novos Materiais (INM), Saarbrücken, Alemanha. O estudo foi apoiado por fundos da União Europeia graças ao projeto I-Seed, coordenado pelo IIT.

   A semente artificial replica o comportamento aerodinâmico da semente de Acer campestre, uma espécie de Acer nativa da Europa. Quando maduras, essas sementes se desprendem da planta e são levadas e dispersas pelo vento por grandes distâncias. Curiosamente, essas sementes exploram um design aerodinâmico peculiar de asa única que lhes permite girar como a hélice de um helicóptero durante a queda. Essa autorrotação diminui a velocidade de descida e permite que a semente fique mais no ar, aumentando assim as chances de dispersão por rajadas de vento. A mesma espécie de semente foi a que talvez tenha inspirado o génio Leonardo Da Vinci a redigir a sua “vite aerea”.

   O robô macio, denominado Acer i-Seed, é inspirado nas sementes naturais da "Acer" e pode monitorar a temperatura do solo tornando-se luminescente.

   Pesquisadores do IIT estão trabalhando na área de robótica suave bioinspirada e, depois de imitar as estratégias de crescimento e movimento das raízes, plantas trepadeiras e sementes de Geraniaceae, o grupo agora se concentrou em estudar as características de voo e dispersão das estruturas do sementes aladas de Acer.

   “Este estudo demonstra que imitar as estratégias ou estruturas dos seres vivos e replicá-las em tecnologias robóticas são elementos-chave para obter inovação com baixo impacto ambiental em termos de energia e poluição”, comentou Barbara Mazzolai, Diretora Associada de Robótica do IIT e Diretora do Laboratório Bioinspired Soft Robotics (BSR).

   Após analisar a morfologia, histologia e aerodinâmica das sementes naturais, o grupo de investigadores desenhou e realizou a semente biomimética artificial. Em seguida, desenvolveram um material biocompatível e compostável à base de ácido polilático (PLA) com partículas de lantanídeos fluorescentes não tóxicas incorporadas e sensíveis à temperatura. Finalmente, utilizaram tecnologias de impressão 3D para a fabricação de sementes luminescentes artificiais.

   Os folhetos fluorescentes semelhantes a sementes artificiais têm potencial para implantação por drones equipados com fLiDAR (fluorescência Light Detection and Ranging), permitindo o monitoramento remoto e distribuído da temperatura do solo e outros parâmetros. Os pesquisadores já testaram em campo o I-Seed Acer lançado por um drone, demonstrando sua viabilidade.

   “Mover a detecção para o material evita fontes de energia e componentes eletrônicos, tornando o folheto ecologicamente correto e robusto”, diz Tobias Kraus, que lidera o desenvolvimento dos materiais do sensor do folheto no INM – Instituto Leibniz de Novos Materiais.

   Embora esta pesquisa se concentre principalmente na detecção térmica, no futuro os pesquisadores estão considerando a incorporação de partículas fluorescentes sensíveis a outros parâmetros ambientais significativos, como umidade, nível de CO2 ou poluentes.

   O próximo passo será colaborar com empresas interessadas na utilização destes novos soft robots, os Acer i-Seeds, em áreas maiores, como terrenos agrícolas, para uma análise ambiental distribuída, simultânea, sem fios e amiga do ambiente.