Farine et avoine pour le robot biohybride utile à la reforestation

Gênes (Italie), 13 mai 2024 – L'Istituto Italiano di Tecnologia (IIT - Institut Italien de Technologie) en Italie en collaboration avec l'Université de Freiburg en Allemagne, a développée un robot biohybride composée d'une capsule de farine, réalisée grâce à des techniques de micro-fabrication 3D, et de deux appendices du fruit de l'avoine, ce qui lui permet de se mouvoir en réponse à l'humidité de l'air. Baptisé HybriBot, ce nouveau dispositif peut accueillir des graines naturelles de différentes plantes et sert ainsi de vecteur biodégradable pour la reforestation. Le groupe de recherche a déjà mené des tests concluants avec des graines de tomate, de chicorée et de salicaire commune, cette dernière étant une des fleurs favorites des abeilles, à partir desquelles les plantes ont poussé. Une demande de brevet a été déposée pour cette invention.

Présenté dans la revue scientifique internationale Advanced Materials, l’HybriBot est issu du projet européen i-Seed, coordonné par Barbara Mazzolai, Directrice associée pour la robotique à l'IIT, ainsi que de l'écosystème d'innovation RAISE (Robotics and AI for Socio-economic Empowerment), financé par le Plan national de relance et de résilience en Italie.

L'auteure principale de l'étude est Isabella Fiorello qui, après une période de recherche à l'IIT dans le groupe de Mazzolai, est maintenant chercheuse principale junior au Cluster of Excellence Living Adaptive and Energy-autonomous Materials Systems (livMatS) à l'Université de Freiburg.

Cette invention, identifiée par le laboratoire de Bioinspired Soft Robotics de l'IIT, pionnier dans le domaine de la robotique inspirée des organismes vivants, en particulier des plantes, représente une solution supplémentaire pour faire face aux problèmes liés au changement climatique, tels que le besoin de reforestation de grandes zones et protection de la biodiversité.

Le système artificiel HybriBot combine un composant naturel – les appendices du fruit de l'avoine – avec un composant artificiel – la capsule ; il agit comme un moyen de transport pour différent graines, maintenant les capacités de mouvement et d'interaction avec l'environnement de l’avoine. Les appendices de l'avoine réagissent à la présence d'humidité par des mouvements. Les appendices tournent et s'entrecroisent accumulant ainsi de l'énergie élastique qui, une fois libérée, déplace la capsule. Ce mouvement continue jusqu'à ce que, sans aucun contrôle, la plante s'insinue dans une fissure dans le sol où elle s'arrête, permettant à la graine de germer. Le mouvement de HybriBot ne provient donc pas de batteries ou d'autres sources d'énergie supplémentaires.

La capsule artificielle, d'un poids d'environ 60 mg, soit trois fois celui d'une capsule naturelle, a été créée suite à l’étude du fonctionnement de la capsule naturelle, et en construisant un moule utilisant des techniques de micro-fabrication 3D. Le corps artificiel a été fabriqué en utilisant de la farine recouverte d'éthylcellulose pour rendre la structure imperméable et stable. Une fois prête, la capsule peut être remplie avec des graines d'autres plantes et des substances fertilisantes.

L'utilisation de matériaux biodégradables et d'origine végétale fait de l'HybriBot un dispositif à faible impact environnemental. Il est également inoffensif si un animal venait à le manger. Le groupe de recherche a testé l'efficacité du dépôt de graines en utilisant différentes variétés de graines : tomate, chicorée et salicaire commune (cette dernière étant particulièrement bénéfique pour l'apiculture), et en les semant dans divers types de sol : terre arable, argile et sable.