Barbara Mazzolai, roboticus aan het Italiaans Instituut voor Technologie (IIT) in Genua, put sinds het begin van haar carrière inspiratie uit de natuur. Zij bepleit vandaag een nieuwe benadering, de robotica van de duurzaamheid, gepresenteerd in een manifest dat in juli in Nature Machine Intelligence werd gepubliceerd.
- Barbara Mazzolai pleit voor een duurzame robotica die de natuur als voorbeeld neemt.
- Ze ontwierp robots geïnspireerd door octopussen en plantenwortels.
- Haar robots moeten het milieu minder belasten en gunstig zijn voor mens en natuur.
- Robots moeten zo ontworpen worden dat ze aan het einde van hun levenscyclus hergebruikt, gerecycled of afgebroken kunnen worden.
Robots geïnspireerd door het levende
Van opleiding bioloog, veranderde Barbara Mazzolai van richting dankzij een onverwachte kans, om een van de pioniers te worden van de bio-geïnspireerde robotica, die steunt op de oplossingen ontwikkeld door het levende. Zij ontwierp robots geïnspireerd door octopussen, plantenwortels en zelfs zaden. « Ik ben altijd gefascineerd geweest door levende organismen, door de buitengewone verscheidenheid aan oplossingen van de natuur, geselecteerd door het evolutionaire proces », verklaart zij.
Na een master in biologie aan de universiteit van Pisa, werkt zij vanaf 1999 als onderzoeksassistent bij Paolo Dario, een erkende roboticus op dit gebied. Zij begint met het ontwikkelen van sensoren, en vervolgens robots bedoeld om lucht, water en bodem te monitoren. In 2004 wordt zij bevorderd tot assistent-professor en neemt zij deel aan het ontwerp van een zachte robot geïnspireerd door de octopus. « Wij stelden het voor als een paradigma om dit idee van zachte robotica te lanceren: aantonen dat zacht kunnen zijn, terwijl ze een belangrijke kracht uitoefenen op de omgeving, zoals het dier doet », stelt zij.
In 2009 wordt zij teamleider aan het Centre for Micro-BioRobotics van het IIT, alvorens er twee jaar later de leiding over te nemen, na het voltooien van haar doctoraat in microsysteemtechniek aan de universiteit van Rome Tor Vergata.
Het model van de wortels
Planten namen vervolgens een belangrijke plaats in in haar werk. Mazzolai werd aangetrokken door het vermogen van wortels om de ondergrond efficiënt te verkennen, een vermogen dat zij zich voorstelt over te brengen naar machines gebruikt voor milieumodellering en precisielandbouw. Volgens haar groeien wortels alleen door hun zeer dunne uiteinde, terwijl hun dikkere basis onbeweeglijk blijft, wat de benodigde energie om door de aarde te gaan sterk vermindert, in vergelijking met een klassieke boor die de gehele structuur vanaf het oppervlak duwt.
Om dit principe te reproduceren, ontwikkelde haar team een geminiaturiseerde 3D-printer geplaatst aan het uiteinde van de robot. Deze injecteert een thermoplastisch filament door een verwarmde spuitkop en bouwt achter zich een lichaam in de vorm van een slang. Het uiteinde bevat ook sensoren om obstakels te vermijden en in de nabijheid voedingsstoffen of water te detecteren. De onderzoekster benadrukt dat planten hun hele leven in beweging blijven: « Zij groeien echt hun hele leven. Zij passen hun morfologie, hun gedrag aan de externe omgeving aan; zij repareren, zij nemen waar, zij communiceren. »
Een meer duurzame robotica
Volgens Barbara Mazzolai zijn veel moderne technologieën, met name kunststoffen en autobatterijen, ontworpen met weinig nadenken over hun effecten op het milieu aan het einde van de levenscyclus. Zij wil voorkomen dat robotica dezelfde weg volgt. De robotica van de duurzaamheid steunt op drie pijlers: de impact van robots op het milieu beperken, ze toegankelijk maken voor mensen van alle landen en alle sociaaleconomische omstandigheden, en ervoor zorgen dat ze « symbiotisch » zijn, dat wil zeggen gunstig voor zowel mensen als de natuur.
Concreet stelt zij voor om het begrip levenscyclus te integreren in het ontwerp van robots, zodat deze machines, aan het einde van hun gebruik, hergebruikt, gerecycled of biologisch afgebroken kunnen worden. Zij zegt ervan overtuigd te zijn dat de middelen bestaan om dit te bereiken en dat deze visie toekomstige roboticus zal inspireren. « Er zijn jongeren die echt in dit domein willen werken, omdat het de toekomst is, hun toekomst », besluit zij. Geconfronteerd met de dreiging van milieuaantastingen, « willen zij iets ontwikkelen dat kan helpen ».
