Plant-inspired robot mimics osmosis for movement / Il robot ispirato alle piante imita l'osmosi per il movimento
Italian researchers have designed a soft robot that mimics the tendrils of a plant and has a movement system inspired by osmosis.
Osmosis allows plants to transport water internally by relying on the variation of solute concentrations either side of semi-permeable membranes. Water travels across the membrane to equalise the concentration on both sides. Scaled up from the cellular level, the process controls hydraulic plant movement such as tendrils curling or climbing.
Developed at the Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) in Genoa, the robot is made of a flexible PET tube containing a liquid with electrically charged particles. Using a 1.3 Volt battery, the ions are attracted and immobilised on the surface of flexible electrodes at the bottom of the tendril, and the corresponding movement of the water causes the robot to flex and curl. To reverse the motion, the power source is simply switched off. According to the researchers, this is the first time such a system has been implemented in a soft robot, and the breakthrough could influence everything from wearable technology to industrial robotics.
“Plant-inspired osmotic actuation was recently proposed, yet reversibility is still an open issue hampering its implementation, also in soft robotics,” states the research abstract, which appears in the journal Nature Communications.
“Here we show a reversible osmotic actuation strategy based on the electrosorption of ions on flexible porous carbon electrodes driven at low input voltages. We demonstrate reversible stiffening and actuation of a tendril-like soft robot (diameter ~1 mm). Our approach highlights the potential of plant-inspired technologies for developing soft robots based on biocompatible materials and safe voltages making them appealing for prospective applications.”
The research was led by IIT’s Barbara Mazzolai, who coordinated one of the first horticulturally-inspired robot projects, ‘Plantoid’, back in 2012. Based on the latest research, Mazzolai is now working on a new project called ‘Growbot’, which is aiming to develop a robot that can adapt its growth and movement in response to its environment.
"L'attuazione osmotica di ispirazione vegetale è stata recentemente proposta, ma la reversibilità è ancora un problema aperto che ne ostacola l'implementazione, anche nella robotica morbida", afferma l'abstract della ricerca, che appare sulla rivista Nature Communications.
"Qui mostriamo una strategia di attuazione osmotica reversibile basata sull'elettrosorbimento di ioni su elettrodi di carbonio porosi flessibili guidati a basse tensioni di ingresso. Dimostriamo irrigidimento reversibile e azionamento di un robot morbido simile al viticcio (diametro ~ 1 mm). Il nostro approccio evidenzia il potenziale delle tecnologie ispirate alle piante per lo sviluppo di robot morbidi basati su materiali biocompatibili e tensioni sicure che li rendono interessanti per le potenziali applicazioni. "
La ricerca è stata condotta da Barbara Mazzolai, IIT, che nel 2012 ha coordinato uno dei primi progetti robot ispirati a un'orticultura, "Plantoid". Sulla base delle ultime ricerche, Mazzolai sta lavorando a un nuovo progetto chiamato "Growbot", che è mirando a sviluppare un robot in grado di adattarne la crescita e il movimento in risposta al suo ambiente.
ITALIANO
I ricercatori italiani hanno progettato un robot morbido che imita i viticci di una pianta e ha un sistema di movimento ispirato all'osmosi.
L'osmosi consente alle piante di trasportare l'acqua internamente facendo affidamento sulla variazione delle concentrazioni di soluto su entrambi i lati delle membrane semipermeabili. L'acqua viaggia attraverso la membrana per pareggiare la concentrazione su entrambi i lati. Scalato dal livello cellulare, il processo controlla il movimento della pianta idraulica come i viticci che si arricciano o si arrampicano.
Sviluppato presso l'Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) di Genova, il robot è costituito da un tubo flessibile in PET contenente un liquido con particelle caricate elettricamente. Usando una batteria da 1,3 Volt, gli ioni vengono attratti e immobilizzati sulla superficie degli elettrodi flessibili sul fondo del viticcio, e il movimento corrispondente dell'acqua fa flettere e arricciare il robot. Per invertire il movimento, la fonte di energia viene semplicemente spenta. Secondo i ricercatori, questa è la prima volta che un tale sistema è stato implementato in un robot morbido e l'innovazione potrebbe influenzare tutto, dalla tecnologia indossabile alla robotica industriale.
Da:
https://www.theengineer.co.uk/plant-robot-osmosis/?cmpid=tenews_7247487&utm_medium=email&utm_source=newsletter&utm_campaign=tenews&adg=B69ABBDE-DA23-4BA2-B8C3-86E1E1A9FA79
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