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遇到一款新型機器人時,有很多有用的問題可以問,但“我能吃它嗎”通常不在其中。我(作者,以下簡稱我)說“通常”,是因為可食用機器人確實存在 —— 而且這種“可食用”并非指你理論上能咽下去、同時承受其帶來的益處和后果,而是指可直接食用的:你可以大口咬下這款機器人,咀嚼后再吞咽。
嗯,味道應該不錯。
但到目前為止,這些可直接食用的機器人都帶有一個明確的“請勿食用”標注:其電機和電池絕對有毒,而且口感可能也不太好。問題在于,柔性可直接食用致動器依靠氣壓驅動,需要泵和閥門才能工作,而這兩種部件不使用塑料和金屬幾乎無法制造。但在一篇新論文中,瑞士洛桑聯邦理工學院(EPFL)達里奧?弗洛雷亞諾智能系統實驗室的研究人員,展示了可直接食用版本的電池和致動器 —— 據我所知,這造就了首款能夠實現可控驅動的完全可直接食用機器人(https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202509350)。

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咱們先來看看電池。廣義上講,電池就是一套儲存和釋放能量的系統。而這款機器人的電池,是用明膠和蠟制成的。它的能量儲存于兩個腔體中,分別裝有液態檸檬酸和小蘇打 —— 這兩種物質都能安全食用。檸檬酸和小蘇打被一層薄膜隔開,當裝有檸檬酸的腔體受到足夠壓力時,薄膜會被刺破,讓檸檬酸緩慢滴落到小蘇打上。這一過程會激活電池,開始產生二氧化碳氣體,同時生成副產品檸檬酸鈉(廣泛存在于各類食物中,從奶酪到酸味糖果都有)。
二氧化碳氣體通過明膠管道進入致動器。該致動器采用了相當常見的柔性機器人設計:在稍硬的基座上方設有相互連通的氣室,受壓時基座會發生彎曲。給致動器加壓只能實現單次驅動,但要讓致動器擺動(擺動對任何機器人來說都是一項必不可少的技能),就必須周期性地釋放氣體。實現這一功能的關鍵,是另一項重大創新 —— 可食用閥門。
這款閥門基于快速屈曲原理工作:它在一種形態(關閉狀態)下最為穩定,但當受到足夠壓力時,會迅速彈開;壓力釋放后,又會立即閉合。目前這款機器人的版本,在電池耗盡前的幾分鐘內,每分鐘約能完成4次彎曲循環。
這樣一來就齊全了:電池、閥門、致動器,所有部件均可食用,組裝成的這個會扭動的小型機器人,自然也完全可食用。很棒對吧!但問題是 —— 為什么要做這樣的機器人呢?
主要作者Bokeon Kwak表示:“我們這套系統的一個潛在應用場景,是為野豬等難以接近的動物提供營養或藥物。野豬會被活的移動獵物吸引,而在我們的設計中,正是這款可食用致動器模擬了這類獵物的動作。”其核心思路是,可在機器人內部注入豬流感疫苗等物質。由于它制造成本低、部署安全、可完全生物降解,且能靈活扭動,或許能成為一種高效策略,針對那些沒人愿意靠近的動物實現大規模精準遞送。顯然,它的應用對象不止野豬 —— 通過調整機器人的尺寸、運動特征、觸發機制,以及氣味和口感,幾乎可以靶向所有對扭動物體感興趣的動物。這其中,自然也包括人類!
Kwak表示,要是你吃下這款機器人,致動器和閥門會有點甜味 —— 因為里面含有甘油,口感就像軟糖。而氣動電池外層酥脆、內里帶酸(類似檸檬味),這都要歸功于檸檬酸。雖然這項研究并未專門聚焦口感,但研究人員還制作了其他版本的致動器,其中添加了石榴糖漿調味。今年早些時候,他們已經讓人類試吃了這些致動器,目前正在開展“消費者體驗分析” —— 我猜,這大概是和哈瑞寶(Haribo)達成合作前的必要流程吧。
項目負責人Dario Floreano表示,“可食用性”并非這款機器人的核心關注點。“如果從環保與可持續機器人技術的更廣闊視角來看,這套氣動電池與閥門系統是一項關鍵賦能技術 —— 因為它能適配各類可生物降解的氣動機器人。”即便你并不特別在意這些環保相關的事(但其實你真該重視起來),在野外大規模部署機器人的場景下,聚焦簡潔性與經濟性也至關重要,這是實現有效規模化應用的前提。
這些研究均屬于歐盟資助的“機器人食品”(RoboFood)項目。目前,Kwak仍在研發其他類型的可食用機器人。比如,這款機器人閥門的彈性快速屈曲特性,在儲能與釋能層面有點類似電池;經過一些調整優化,他希望可食用彈性能源能成為關鍵技術,打造出美味的小型跳躍機器人 —— 它們能從甜點盤上一躍而起,直接跳進你的嘴里。
來自瑞士洛桑聯邦理工學院(EPFL)的Bokeon Kwak、Shuhang Zhang、Alexander Keller、Qiukai Qi、Jonathan Rossiter及Dario Floreano共同撰寫的論文Edible Pneumatic Battery for Sustained and Repeated Robot Actuation,已在Advanced Science期刊發表:https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202509350。

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對話IEEE會員:Nick Volpe, Jenifer Castillo, 和Yash Puneet