大自然中有种名叫牻牛儿苗（Erodium）的植物长着“钻头形”种子，会在环境湿度变化中自主旋转钻土，从而免于在强烈的阳光下暴晒以及被鸟类等动物掠食。

受“钻头形”种子的启发，我院陶冶副教授团队参与国际跨学科交叉研究，联合卡内基梅隆大学、浙江大学、宾西法尼亚大学、雪城大学等研发了一种自带“钻头”的种子载体E-seed，运载包括生物肥料和白皮松种子大小的植物种子，还可以植入多种智能传感器。该研究提高了空投播种的有效性，为农业智慧播种、环境检测、生态修复提供了新思路。这项研究成果于2023年2月15日，作为封面文章刊发在国际顶级期刊《自然》。

三尾“螺旋桨”提升钻土成功率

天然牻牛儿苗（Erodium）种子与三尾人造E-seed种子对比

E-seed自发钻土过程

自然界牻牛儿苗种子的成功钻土过程对土壤和自然环境要求较高，成功率较低。为了使人造种子载体E-seed适用于复杂的自然环境，研究团队开发了一个带有三条尾巴的种子版本，通过三尾曲率变换更有效地调整自身钻土角度，提升钻土成功率。据测试，在平地上的两次触发运动循环后，三尾E-seed的钻土成功率为80%，而牻牛儿苗种子的成功率为0%。

E-seed可嵌入无线传感器等智能元件

E-seed种子发芽测试

该研究通过实验数据和数值模拟，阐明了曲率变换和驱动机理，为人造种子载体的实现优化提供了指导。

论文原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-022-05656-3

转自/浙大城市学院艺术与考古学院