Ученые создали отдельные съедобные компоненты роботов и теперь намерены объединить их для создания целого съедобного робота. Его можно будет использовать в медицине или для мониторинга окружающей среды.
Съедобная робототехника
Представьте, что вы заказываете доставку еды дроном, а затем, съев еду, закусываете самим дроном. Первое уже возможно. Второе - станет возможно совсем скоро. В этом уверены ученые из Швейцарской федеральной технологической школы (EPFL).
На первый взгляд, еда и роботы кажутся противоположностями научного спектра. Но, по словам авторов нового исследования, съедобные роботы - весьма полезная вещь. Они обладают широким спектром потенциальных применений в таких областях, как здоровье человека и питание, сохранение дикой природы и благополучие животных, а также окружающая среда.
Потенциал съедобных роботов настолько велик, что в 2021 году европейский научный проект RoboFood получил поддержку в виде финансирования ЕС на сумму 3,5 миллиона евро на четыре года.
Согласно сайту RoboFood, главная цель проекта - «заложить научные и технологические основы для разработки по-настоящему съедобных роботов и роботизированной пищи».
Отдельные компоненты
Ученые уже достигли прогресса в создании отдельных съедобных компонентов роботов. Например, в 2017 году ученые EPFL создали захват, способный удерживать яблоко, сделанный из двух полностью съедобных приводов. Сами приводы были изготовлены из желатино-глицеринового материала с механическими характеристиками, подобными силиконовым эластомерам.
В 2022 году ученые EPFL и Вагенингена разработали беспилотник с неподвижным крылом, крылья которого были сделаны из рисовых хлебцев, склеенных желатином. Правда, съедобными были только крылья дрона, но он летал со скоростью 10 метров в секунду и мог перевозить 50% своей собственной массы в качестве съедобной полезной нагрузки.
В 2023 году исследователи из IIT создали съедобную аккумуляторную батарею, изготовив анод из рибофлавина (витамина B2), а катод - из кверцетина, полезного для здоровья природного пигмента, содержащегося в красном луке, каперсах и листовой капусте. Активированный уголь повышал проводимость, а морские водоросли нори, которые обычно обертывают роллы для суши, использовались в качестве изоленты для предотвращения коротких замыканий. Упакованная в пчелиный воск батарея работала при напряжении 0,65 вольт, что по-прежнему является безопасным напряжением для проглатывания; две соединенные последовательно батареи питают светодиод в течение примерно 10 минут.
В 2024 году ученые из Бристольского университета, IIT и EPFL создали первый съедобный тензодатчик на основе электропроводности. Ключевым компонентом являются новые проводящие чернила, сочетающие активированный уголь, мармеладные мишки Haribo и водно-этанольную смесь. Когда чернила распыляются на съедобную подложку, их можно съесть.
Теперь перед учеными стоит новая задача - объединить компоненты, которые работают с помощью электричества, такие как батареи и датчики, с теми, которые используют жидкости и давление для движения, например, приводы.
Трудности съедобной робототехники
В своей новой статье исследователи описывают проблемы, с которыми сегодня сталкивается создание съедобных роботов.
Существующие съедобные приводы и батареи все еще имеют меньшую мощность, выносливость и надежность по сравнению с несъедобными аналогами, или же требуют использования несъедобных частей.
Еще одна проблема заключается в том, что, хотя многие съедобные компоненты сделаны из того, что мы обычно едим, требуются дальнейшие исследования, чтобы понять, как они взаимодействуют с пищеварительной системой.
И, наконец, миниатюризация - необходимо сделать роботов достаточно маленькими, чтобы они были единым, проглатываемым объектом.
Наконец, съедобные роботы должны в конечном итоге служить какой-то цели.
В качестве примеров их применения исследователи приводят анализ пищеварительного тракта и точную доставку лекарств, маневрирование по пищеводу для удаления закупорок пищи, обеспечение питанием людей и животных, сохранение здоровья диких и домашних животных, включая вакцинацию, мониторинг окружающей среды и, конечно же, создание нового кулинарного опыта.
Поскольку съедобные роботы также будут биоразлагаемыми, они экологичнее альтернативы.
Важный вопрос, на который требуется ответить: как люди отреагируют на то, что будут есть робота?
Вкусовые качества роботов
Некоторые ответы были получены в исследовании 2024 года, в котором участники получали роботов, сделанных из сахара и желатина - один движущийся, другой нет - и оценивали их восприятие и вкусовые ощущения.
Они обнаружили, что движущийся робот воспринимался испытуемыми как «существо», а не как еда или неодушевленный объект. Впрочем, движение не ухудшало вкусовых качеств машины.
Движущийся робот часто описывался как «более сладкий». Также участники упоминали конкретные вкусы, такие как «яблоко». И хотя движущийся и неподвижный робот были изготовлены из одних материалов, их вкус казался испытуемым разным. Также при жевании движущегося робота испытуемые ощущали и описывали иную структуру еды, чем при жевании неподвижного робота.
Одно из возможных объяснений, предложенное исследователями, заключается в том, что участники приписывали роботу качества живого существа, когда он двигался; он казался им более «живым».
Авторы текущей статьи не пока делают прогнозов касательно того, когда мы сможем увидеть съедобных роботов на своих тарелках. Впрочем, учитывая скорость развития технологий, это может занять не так уж много времени.
Статья опубликована в журнале Nature Reviews Materials.
