Robotar är oftast inspirerade av människor och djur. Men nästa gräns är plantoider, plantera robotar som rör sig och utforskar miljön med smarta sensorer. Forskaren Barbara Mazzolai har utvecklat plantoidteknologi.

Vinrankorna i den italienska regionen Toscana gav inspiration för forskare baserade i Pontedera, nära Pisa, som utvecklade den första mjuka roboten som efterliknar rankornas beteende. Den konstgjorda enheten, gjord av den vanliga PET-plasten, kan krypa runt och klättra på ett stöd för att säkra sin position, ungefär som riktiga vinstockar gör.

Detta är den andra växtroboten som skapats av det internationella forskarteamet vid Center for Micro-BioRobotics vid Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) som leds av Barbara Mazzolai, en biolog med en Ph.D. inom teknik.

2015, de utvecklade den första plantoiden. Den har känsliga blad och smarta rötter som kopierar sådana växtegenskaper som att få näringsämnen, och undvika fara utan ögon eller muskler. Spetsarna på växtrötterna har sensorer som spårar ljus, fuktighet, temperatur och näring. Att röra sig i jorden, de måste växa, lägga till celler till sin struktur. För att återskapa denna tillväxt, plantoiden använder en 3D-skrivare.

Mazzolai säger, "Detta är en revolution inom robotik, eftersom roboten kan skapa sin egen kropp och gå mot en annan stimulans av intresse med hjälp av tillverkningsteknik. Så lager för lager, det är roboten som bygger sin kropp."

Förutom dess användning för miljöövervakning i mark, denna robot kan vara en flexibel, växande endoskop i en människokropp, eller till och med en utforskare av främmande världar, tack vare sin förmåga att gräva, implantera sig själv och anpassa sig till nya yttre förhållanden.

Mazzolai säger, "I framtiden kommer vi att ha klätterväxter. Det här är ett nytt projekt som heter GrowBot. De måste röra sig mot gravitationen och inte med gravitationen. Så utmaningen är att generera mer lämpliga, kanske mer flexibel, material för detta, samtidigt som den har en mekanism som låter roboten röra sig mot gravitationen."

Den konstgjorda rankan fungerar via samma fysiska process för vattentransport i växter. Längst ner på roboten, det finns ett polysulfonrör som innehåller en vätska med elektriskt laddade partiklar (joner). Det fungerar som ett osmotiskt membran. Detta rör slingrar sig in mellan lager av kolfibertyger som fungerar som elektroder. När enheten är ansluten till ett 1,3 volt batteri, dessa joner attraheras till ytan av den flexibla duken, där de fäster sig. De rörliga partiklarna får vätskan att flöda och följaktligen, rankan startar en slingrande rörelse. Roboten kan också utföra motsatt rörelse när batteriet är lossat.

Vinstockarnas förmåga att anpassa sig till miljön kopieras av roboten, banar väg för en rad tillämpningar, inklusive bärbara, flexibla ortopediska stöd som anpassar sig till behoven hos en rehabpatient, och rankor utrustade med sensorer eller kameror för att övervaka föroreningar eller rädda människor.