【导语】未来科技正以前所未有的创意融入日常生活,水上机器人化作鱼饵、可食用机器人婚礼蛋糕等构想正逐步成为现实。瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)科研团队打造的这些可食用机器人,不仅有助于解决传统电子设备污染问题,还在医疗保健、环境管理等领域展现出巨大潜力。然而,随着可食用机器人的快速发展,其智能计算、安全性、小型化及质量控制等挑战也日益凸显。
想象一下这样的未来图景:水上机器人化为锦鲤群游时争相啄(zhuó)食(shí)的(de)饵(ěr)料(liào)、机(jī)器(qì)人(rén)跳(tiào)完(wán)舞(wǔ)再(zài)变(biàn)身(shēn)美(měi)味(wèi)的(de)蛋(dàn)糕(gāo)……这(zhè)些(xiē)弥(mí)漫(màn)创(chuàng)意(yì)和(hé)烟(yān)火(huǒ)气(qì)的(de)科(kē)技(jì)构(gòu)想,如今正在走进现实。
瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)科研团队以鱼饲料为原料,打造出一款水上机器人,在完成使(shǐ)命(mìng)后(hòu),便(biàn)会(huì)化(huà)作(zuò)鱼(yú)群(qún)的(de)美(měi)餐(cān)自(zì)然(rán)降(jiàng)解(jiě)。此(cǐ)前(qián),该(gāi)校(xiào)科(kē)学(xué)家(jiā)还(hái)与(yǔ)意(yì)大(dà)利(lì)科(kē)学(xué)家(jiā)携(xié)手(shǒu),推(tuī)出(chū)一(yī)款可完全食用的机器人婚礼蛋糕RoboCake。
可食用机器人不仅有助巧妙化解传统电子设备污染难题,还正在开启多重领域的创新之门,有望在医疗保健、环境管理等方面大显身手。
既是工具又是食物
在EPFL智能系统实验室内,达里奥·弗洛雷亚诺教授团队打造出的水上机器人形似微型摩托艇,长约5厘米,平均重1.43克,在水中最快每秒可移动3倍身长。
这款机器人的奥秘在于其独特的构造。主体结构由冻干鱼饲料构成,动力源自水触发的化学反应:柠檬酸与碳酸氢钠发生反应产生二氧化碳,气体压力迫使丙二醇喷出,导致局部水面张力骤降形成推力,可推动机器人持续运动数分钟。
而且机器人所有组件均可生物降解。研究人员表示,当机器人完成任务后,它会像泡发的茶叶一样吸水变软,慢慢沉入水中,成为鱼儿的美餐。
弗洛雷亚诺主导的“机器食品”(RoboFood)项目于2021年启动,旨在打造可食用机器人,用于食品保鲜、紧急营养补给、人类和兽医学等领域,获欧盟350万欧元资助。该实验室已研发多项创新成果,如可食用流体电路、用于监测作物生长的可食用导电油墨等。
“机器食品”的最新杰作是RoboCake。这款三层婚礼蛋糕顶部装饰着石榴口味的明胶软糖机器人,可借助气动系统活动头部和手臂;底层嵌有由维生素B2、槲皮素和巧克力制成的可食用电池,能为LED蜡烛供电。

科学家与厨师合作,打造出一款可被全部食用的机器人婚礼蛋糕。图片来源:EPFL
弗洛雷亚诺表示,他们正在重新定义机器人与食物的界限,未来的机器人可能既是工具,又是食物。
应用广泛,利于环保
弗洛雷亚诺认为,其团队研制的水上机器人不仅为环保监测提供了新思路,还可革新水产养殖业的投药方式。
水上机器人的应用只是冰山一角。EPFL科学家曾在《自然·评论材料》杂志撰文称,可食用机器人有望在医疗保健、环境监管等领域发挥作用。
可食用机器人可实现精确药物输送和体内健康监测。具体而言,它能沿着食道移动递送药物,帮助吞咽困难的人或动物,降低吸入性肺炎的风险,或在消化道内实时监测健康状况。
可食用机器人还可在紧急情况下为人或动物提供营养。比如其特别适合野生动物救援,因为动物对移动食物源有天生的兴趣。在水产养殖中,这种特性可以提高饲料利用率,减少水体污染。
同时,移动式可食用机器人外形可模拟野生动物喜爱的食物,内置疫苗和定位系统,主动吸引野猪等野生动物接种疫苗,以有效控制疾病传播。
此外,可食用机器人还能给人提供新颖的美食体验。例如,RoboCake咬下第一口是浓郁的黑巧克力味,随后会让人感受到电解质的微酸刺激,这种“会变味的蛋糕”展现了食品科技的无限可能。
最重要的是,在全球每年产生4000万吨电子垃圾的背景下,可食用机器人这种“从自然中来,回自然中去”的设计理念,正在重新定义科技与环境的和谐关系。
风险挑战仍需关注
在可食用机器人快速发展的同时,科学家们在审慎思考其潜在风险以及面临的挑(tiāo)战(zhàn)。
首(shǒu)先(xiān)是(shì)智(zhì)能(néng)计(jì)算(suàn)难(nán)题(tí)。现(xiàn)有(yǒu)计(jì)算(suàn)系(xì)统(tǒng)依(yī)赖(lài)传(chuán)统(tǒng)晶(jīng)体(tǐ)管(guǎn),无(wú)法(fǎ)食(shí)用(yòng);类(lèi)胡(hú)萝(luó)卜(bo)素(sù)、食(shí)用(yòng)染(rǎn)料(liào)等(děng)生(shēng)物(wù)分(fēn)子(zi)虽(suī)可(kě)食(shí)用(yòng),但(dàn)信(xìn)息(xi)处(chù)理(lǐ)与(yǔ)整(zhěng)合(hé)能(néng)力(lì)有限,如何打造既智能、又可消化(huà)的(de)计(jì)算(suàn)系(xì)统(tǒng)仍(réng)是(shì)重(zhòng)大(dà)课(kè)题(tí)。
另(lìng)一(yī)大(dà)挑(tiāo)战(zhàn)是(shì),可(kě)食(shí)用(yòng)机(jī)器(qì)人(rén)安(ān)全性(xìng)缺(quē)乏(fá)验(yàn)证(zhèng)。虽(suī)然(rán)其(qí)材(cái)料(liào)都(dōu)是(shì)可(kě)消(xiāo)化(huà)且(qiě)被(bèi)认(rèn)为(wèi)是安全的,但有科学家担心,虽然一些可食用机器人的成分单独食用是安全的,但多种成分交叉反应后,可能导致无法预见的不良后果。
小型化和质量控制也是可食用机器人亟待解决的难题。如果这些机器人旨在评估身体机能并自主执行医疗干预(如精准给药),其体积必须足够小。此外,与相对简单的单纯营养机器人不同,这种机器人由更多组件构成,且组件间必须协同工作,任何故障都可能导致灾难性后果。因此,必须进行质量控制,确保其在体内运作时万(wàn)无(wú)一(yī)失(shī)。
此(cǐ)外(wài),弗(fú)洛(luò)雷(léi)亚(yà)诺(nuò)团(tuán)队(duì)还(hái)指(zhǐ)出,延长可食用机器人的保质期,并赋予其令人愉悦的味道,也是亟待解决的难题。
(原标题为《“从自然中来,回自然中去”,可食用机器人开启舌尖上的新科技》)
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