科技日報記者 劉霞
想象一下這樣的未來圖景：水上機(jī)器人化為錦鯉群游時爭相啄食的餌料、機(jī)器人跳完舞再變身美味的蛋糕……這些彌漫創(chuàng)意和煙火氣的科技構(gòu)想，如今正在走進(jìn)現(xiàn)實。
瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院（EPFL）科研團(tuán)隊以魚飼料為原料，打造出一款水上機(jī)器人，在完成使命后，便會化作魚群的美餐自然降解。此前，該?？茖W(xué)家還與意大利科學(xué)家攜手，推出一款可完全食用的機(jī)器人婚禮蛋糕RoboCake。
可食用機(jī)器人不僅有助巧妙化解傳統(tǒng)電子設(shè)備污染難題，還正在開啟多重領(lǐng)域的創(chuàng)新之門，有望在醫(yī)療保健、環(huán)境管理等方面大顯身手。
既是工具 又是食物
在EPFL智能系統(tǒng)實驗室內(nèi)，達(dá)里奧·弗洛雷亞諾教授團(tuán)隊打造出的水上機(jī)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(jī)器人的奧秘在于其獨(dú)特的構(gòu)造。主體結(jié)構(gòu)由凍干魚飼料構(gòu)成，動力源自水觸發(fā)的化學(xué)反應(yīng)：檸檬酸與碳酸氫鈉發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳，氣體壓力迫使丙二醇噴出，導(dǎo)致局部水面張力驟降形成推力，可推動機(jī)器人持續(xù)運(yùn)動數(shù)分鐘。
而且機(jī)器人所有組件均可生物降解。研究人員表示，當(dāng)機(jī)器人完成任務(wù)后，它會像泡發(fā)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(dǎo)的“機(jī)器食品”（RoboFood）項目于2021年啟動，旨在打造可食用機(jī)器人，用于食品保鮮、緊急營養(yǎng)補(bǔ)給、人類和獸醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，獲歐盟350萬歐元資助。該實驗室已研發(fā)多項創(chuàng)新成果，如可食用流體電路、用于監(jiān)測作物生長的可食用導(dǎo)電油墨等。
“機(jī)器食品”的最新杰作是RoboCake。這款三層婚禮蛋糕頂部裝飾著石榴口味的明膠軟糖機(jī)器人，可借助氣動系統(tǒng)活動頭部和手臂；底層嵌有由維生素B2、槲皮素和巧克力制成的可食用電池，能為LED蠟燭供電。
弗洛雷亞諾表示，他們正在重新定義機(jī)器人與食物的界限，未來的機(jī)器人可能既是工具，又是食物。
應(yīng)用廣泛 利于環(huán)保
弗洛雷亞諾認(rèn)為，其團(tuán)隊研制的水上機(jī)器人不僅為環(huán)保監(jiān)測提供了新思路，還可革新水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的投藥方式。
水上機(jī)器人的應(yīng)用只是冰山一角。EPFL科學(xué)家曾在《自然·評論材料》雜志撰文稱，可食用機(jī)器人有望在醫(yī)療保健、環(huán)境監(jiān)管等領(lǐng)域發(fā)揮作用。
可食用機(jī)器人可實現(xiàn)精確藥物輸送和體內(nèi)健康監(jiān)測。具體而言，它能沿著食道移動遞送藥物，幫助吞咽困難的人或動物，降低吸入性肺炎的風(fēng)險，或在消化道內(nèi)實時監(jiān)測健康狀況。
可食用機(jī)器人還可在緊急情況下為人或動物提供營養(yǎng)。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。在水產(chǎn)養(yǎng)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(jī)器人外形可模擬野生動物喜愛的食物，內(nèi)置疫苗和定位系統(tǒng)，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(jī)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，隨后會讓人感受到電解質(zhì)的微酸刺激，這種“會變味的蛋糕”展現(xiàn)了食品科技的無限可能。
最重要的是，在全球每年產(chǎn)生4000萬噸電子垃圾的背景下，可食用機(jī)器人這種“從自然中來，回自然中去”的設(shè)計理念，正在重新定義科技與環(huán)境的和諧關(guān)系。
風(fēng)險挑戰(zhàn) 仍需關(guān)注
在可食用機(jī)器人快速發(fā)展的同時，科學(xué)家們在審慎思考其潛在風(fēng)險以及面臨的挑戰(zhàn)。
首先是智能計算難題?，F(xiàn)有計算系統(tǒng)依賴傳統(tǒng)晶體管，無法食用；類胡蘿卜素、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(tǒng)仍是重大課題。
另一大挑戰(zhàn)是，可食用機(jī)器人安全性缺乏驗證。雖然其材料都是可消化且被認(rèn)為是安全的，但有科學(xué)家擔(dān)心，雖然一些可食用機(jī)器人的成分單獨(dú)食用是安全的，但多種成分交叉反應(yīng)后，可能導(dǎo)致無法預(yù)見的不良后果。
小型化和質(zhì)量控制也是可食用機(jī)器人亟待解決的難題。如果這些機(jī)器人旨在評估身體機(jī)能并自主執(zhí)行醫(yī)療干預(yù)（如精準(zhǔn)給藥），其體積必須足夠小。此外，與相對簡單的單純營養(yǎng)機(jī)器人不同，這種機(jī)器人由更多組件構(gòu)成，且組件間必須協(xié)同工作，任何故障都可能導(dǎo)致災(zāi)難性后果。因此，必須進(jìn)行質(zhì)量控制，確保其在體內(nèi)運(yùn)作時萬無一失。
此外，弗洛雷亞諾團(tuán)隊還指出，延長可食用機(jī)器人的保質(zhì)期，并賦予其令人愉悅的味道，也是亟待解決的難題。
