科學家與廚師合作,打造出一款可被全部食用的機器人婚禮蛋糕。圖片來源:EPFL
想象一下這樣的未來圖景:水上機器人化為錦鯉群游時爭相啄食的餌料、機器人跳完舞再變身美味的蛋糕……這些瀰漫創意和煙火氣的科技構想,如今正在走進現實。
瑞士洛桑聯邦理工學院(EPFL)科研團隊以魚飼料為原料,打造出一款水上機器人,在完成使命後,便會化作魚群的美餐自然降解。此前,該校科學家還與意大利科學家攜手,推出一款可完全食用的機器人婚禮蛋糕RoboCake。
可食用機器人不僅有助巧妙化解傳統電子設備污染難題,還正在開啟多重領域的創新之門,有望在醫療保健、環境管理等方面大顯身手。
既是工具 又是食物
在EPFL智能系統實驗室內,達裏奧·弗洛雷亞諾教授團隊打造出的水上機器人形似微型摩托艇,長約5厘米,平均重1.43克,在水中最快每秒可移動3倍身長。
這款機器人的奧秘在於其獨特的構造。主體結構由凍幹魚飼料構成,動力源自水觸發的化學反應:檸檬酸與碳酸氫鈉發生反應産生二氧化碳,氣體壓力迫使丙二醇噴出,導致局部水面張力驟降形成推力,可推動機器人持續運動數分鐘。
而且機器人所有組件均可生物降解。研究人員&&,當機器人完成任務後,它會像泡發的茶葉一樣吸水變軟,慢慢沉入水中,成為魚兒的美餐。
弗洛雷亞諾主導的“機器食品”(RoboFood)項目於2021年啟動,旨在打造可食用機器人,用於食品保鮮、緊急營養補給、人類和獸醫學等領域,獲歐盟350萬歐元資助。該實驗室已研發多項創新成果,如可食用流體電路、用於監測作物生長的可食用導電油墨等。
“機器食品”的最新傑作是RoboCake。這款三層婚禮蛋糕頂部裝飾着石榴口味的明膠軟糖機器人,可借助氣動系統活動頭部和手臂;底層嵌有由維生素B2、槲皮素和巧克力製成的可食用電池,能為LED蠟燭供電。
弗洛雷亞諾&&,他們正在重新定義機器人與食物的界限,未來的機器人可能既是工具,又是食物。
應用廣泛 利於環保
弗洛雷亞諾認為,其團隊研製的水上機器人不僅為環保監測提供了新思路,還可革新水産養殖業的投藥方式。
水上機器人的應用只是冰山一角。EPFL科學家曾在《自然·評論材料》雜誌撰文稱,可食用機器人有望在醫療保健、環境監管等領域發揮作用。
可食用機器人可實現精確藥物輸送和體內健康監測。具體而言,它能沿着食道移動遞送藥物,幫助吞咽困難的人或動物,降低吸入性肺炎的風險,或在消化道內實時監測健康狀況。
可食用機器人還可在緊急情況下為人或動物提供營養。比如其特別適合野生動物救援,因為動物對移動食物源有天生的興趣。在水産養殖中,這種特性可以提高飼料利用率,減少水體污染。
同時,移動式可食用機器人外形可模擬野生動物喜愛的食物,內置疫苗和定位系統,主動吸引野豬等野生動物接種疫苗,以有效控制疾病傳播。
此外,可食用機器人還能給人提供新穎的美食體驗。例如,RoboCake咬下第一口是濃郁的黑巧克力味,隨後會讓人感受到電解質的微酸刺激,這種“會變味的蛋糕”展現了食品科技的無限可能。
最重要的是,在全球每年産生4000萬噸電子垃圾的背景下,可食用機器人這種“從自然中來,回自然中去”的設計理念,正在重新定義科技與環境的和諧關係。
風險挑戰 仍需關注
在可食用機器人快速發展的同時,科學家們在審慎思考其潛在風險以及面臨的挑戰。
首先是智能計算難題。現有計算系統依賴傳統晶體管,無法食用;類胡蘿蔔素、食用染料等生物分子雖可食用,但信息處理與整合能力有限,如何打造既智能、又可消化的計算系統仍是重大課題。
另一大挑戰是,可食用機器人安全性缺乏驗證。雖然其材料都是可消化且被認為是安全的,但有科學家擔心,雖然一些可食用機器人的成分單獨食用是安全的,但多種成分交叉反應後,可能導致無法預見的不良後果。
小型化和質量控制也是可食用機器人亟待解決的難題。如果這些機器人旨在評估身體機能並自主執行醫療干預(如精準給藥),其體積必須足夠小。此外,與相對簡單的單純營養機器人不同,這種機器人由更多組件構成,且組件間必須協同工作,任何故障都可能導致災難性後果。因此,必須進行質量控制,確保其在體內運作時萬無一失。
此外,弗洛雷亞諾團隊還指出,延長可食用機器人的保質期,並賦予其令人愉悅的味道,也是亟待解決的難題。(記者 劉 霞)