螺旋の力で種を自動で土にねじ込むデバイス！

ドローンを使った種まき「ドローン播種（はしゅ）」は、農業や林業に新たな可能性をもたらします。

しかし軽い種の場合、単に土の上にまかれただけでは、風によって簡単に飛ばされてしまいます。

そこでアメリカ・カーネギーメロン大学（Carnegie Mellon University）のヒューマン・コンピュータ・インタラクション研究所に所属するライニン・ヤオ氏ら研究チームは、まかれた種が自動で土の中にねじ込まれる生分解性デバイス「E-seed」を開発しました。

自然界にみられる構造を進化させることで、まかれた種がその場で根付くようにしたのです。

研究の詳細は、2023年2月15日付の科学誌『Nature』に掲載されました。

目次

• ドリルのように種子をねじ込む種まき用デバイス

ドリルのように種子をねじ込む種まき用デバイス

Credit:Canva

オランダフウロ（学名：Erodium cicutarium）は、不思議な種子を持っています。

それぞれの種子には、ネジのような螺旋状に巻かれた尾がついているのです。

この尾は乾燥状態で螺旋状に巻かれ、水分を吸収すると、ほどけて回転しながら伸びるという特徴があります。

そのためオランダフウロの種子が地面に落ちると、尾が周囲の水分を吸収して、種子を直立させながら土の中にねじ込みます。

Credit:Erodium Seed/p roullard

ヤオ氏ら研究チームは、この自然界のメカニズムを模倣した種まき用デバイスを開発することにしました。

しかし、オランダフウロの構造にはいくらか限界があります。

尾が1本しかないため、隙間のある凸凹な土壌でしかうまく機能しないのです。

そこでチームは、オランダフウロのような尾を3本に増やしたデバイス「E-seed」を設計しました。

Credit:Morphing Matter Lab（YouTube）_E-seed: Autonomous self-burying seed carriers for aerial seeding（2023）

E-seedは種の上から螺旋状に伸びており、地面に落ちた後、雨が降ることでその水分を吸収して3方向に広がります。

伸びた尾による支えが3本もあるため、まるで三脚のように安定し、回転してねじ込む力も強くなります。

これにより、オランダフウロと違って平らな地面でも種子を土の中にねじ込むことができるのです。

Credit:Morphing Matter Lab（YouTube）_E-seed: Autonomous self-burying seed carriers for aerial seeding（2023）

しかもE-seedの尾は、家具などに広く使われているホワイトオーク材で作られています。

生分解性があるので、種子と一緒に自然界にばらまかれても全く問題ありません。

将来、E-seedを採用したドローン播種が可能になるなら、人間にはアクセスが難しい環境でも簡単に植物や樹木を根付かせることができます。

Credit:Lining Yao（Carnegie Mellon University）_Engineered Magic: Wooden Seed Carriers Mimic the Behavior of Self-Burying Seeds（2023）

森林を再生しつつ、土砂崩れなどの被害を抑えることもできるでしょう。

さらにチームは、今回の研究を発展させて、種子だけでなく肥料、菌類を送達することにも成功しました。

現在は苗の植え付けができるよう、さらなる研究開発が進められています。

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参考文献

Engineered Magic: Wooden Seed Carriers Mimic the Behavior of Self-Burying Seeds
https://www.cmu.edu/news/stories/archives/2023/february/biodegradable-seed-carrier.html

元論文

Autonomous self-burying seed carriers for aerial seeding
https://www.nature.com/articles/s41586-022-05656-3