可食用機器人開啟舌尖上的新科技
科學(xué)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……這些彌漫創(chuàng)意和煙火氣的科技構(gòu)想,如今正在走進現(xiàn)實。 瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院(EPFL)科研團隊以魚飼料為原料,打造出一款水上機器人,在完成使命后,便會化作魚群的美餐自然降解。此前,該校科學(xué)家還與意大利科學(xué)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(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),達里奧·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于其獨特的構(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,可推動機器人持續(xù)運動數(shù)分鐘。 而且機器人所有組件均可生物降解。研究人員表示,當(dāng)機器人完成任務(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“機器食品”(RoboFood)項目于2021年啟動,旨在打造可食用機器人,用于食品保鮮、緊急營養(yǎng)補給、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(yīng)用廣泛 利于環(huán)保 弗洛雷亞諾認為,其團隊研制的水上機器人不僅為環(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(xué)家擔(dān)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(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器人亟待解決的難題。如果這些機器人旨在評估身體機能并自主執(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)機器人不同,這種機器人由更多組件構(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,必須進行質(zhì)量控制,確保其在體內(nèi)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(zhì)期,并賦予其令人愉悅的味道,也是亟待解決的難題。(記者 劉 霞)
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