Un robot biohybride de 60 mg pour sauver la biodiversité

Un nouveau dispositif biohybride, HybriBot, pourrait transformer la manière dont nous abordons la reforestation et la protection de la biodiversité. Développé par l’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) en collaboration avec l’Université de Fribourg, ce robot innovant utilise des techniques de micro-fabrication 3D et des composants naturels pour offrir une solution écologique et efficace.

Origine et conception de HybriBot

HybriBot est le fruit d’une collaboration entre l’IIT et l’Université de Fribourg. Pesant seulement 60 mg, ce robot biohybride a été testé avec des graines de tomate, de chicorée et de salicaire, et dans divers types de sols, allant du sable au terreau.

Le robot est composé d’une capsule fabriquée en farine à l’aide de techniques de micro-fabrication 3D, et de deux appendices naturels du fruit de l’avoine, capables de se mouvoir en réponse à l’humidité de l’air. Cette combinaison permet à HybriBot de transporter des graines de manière autonome et écologique.

Fonctionnement et tests

Le groupe de recherche a déjà effectué des tests avec des graines de tomate, de chicorée et de salicaire, une fleur particulièrement prisée des abeilles. Ces tests ont démontré la capacité de HybriBot à favoriser le développement des plantes. Une demande de brevet a été déposée pour cette invention.

Ce projet s’inscrit dans le cadre du projet européen i-Seed, coordonné par Barbara Mazzolai, Directrice associée pour la robotique de l’IIT, et 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.

Une solution pour les défis environnementaux

Isabella Fiorello, première auteure de ce travail, est actuellement Junior Principal Investigator au Cluster of Excellence Living, Adaptive and Energy-autonomous Materials Systems (livMatS) de l’Université de Fribourg, après une période de recherche au sein du groupe de Mazzolai à l’IIT.

Cette invention représente une nouvelle solution développée par le laboratoire de Bioinspired Soft Robotics de l’IIT, pionnier de la robotique inspirée par les organismes vivants, en particulier les plantes. HybriBot vise à répondre aux problèmes liés aux changements climatiques, tels que la nécessité de reforestation de vastes zones et la protection de la biodiversité.

Caractéristiques techniques de HybriBot

Le système HybriBot combine une composante naturelle – les appendices du fruit de l’avoine – avec une composante artificielle, agissant comme une navette de transport pour les graines, tout en conservant les capacités de mouvement et d’interaction avec l’environnement de l’exemplaire naturel. Les appendices de l’avoine réagissent à l’humidité, générant ainsi le mouvement de la structure sur le sol.

Ce mouvement se poursuit jusqu’à ce que la plante s’insère dans une fissure du sol, permettant ainsi à la graine de germer. Les appendices tournent, se croisent et accumulent de l’énergie élastique qui, lorsqu’elle est libérée, déplace la capsule. Le mouvement de HybriBot ne nécessite donc ni batteries ni autres sources d’énergie supplémentaires.

Impact environnemental et applications

La capsule artificielle, pesant 60 mg, est environ trois fois plus lourde que son équivalent naturel. Elle a été conçue à partir de l’étude de la capsule naturelle et de la construction d’un moule à l’aide de techniques de micro-fabrication 3D. Le corps artificiel est fabriqué en farine, recouvert d’éthylcellulose pour rendre la structure imperméable et stable. Une fois prête, la capsule peut être remplie de graines d’autres plantes et de substances fertilisantes.

L’utilisation de matériaux biodégradables et d’origine végétale rend HybriBot respectueux de l’environnement, et inoffensif même si un animal venait à l’ingérer. Le groupe de recherche a testé l’efficacité de la déposition des graines en utilisant des graines de tomate, de chicorée et de salicaire, cette dernière étant particulièrement utile en apiculture, et dans différents types de sols : terreau, argile et sable.

Article : « A Biohybrid Self-Dispersing Miniature Machine Using Wild Oat Fruit Awns for Reforestation and Precision Agriculture » – DOI: 10.1002/adma.202313906