Представьте, что вы заказываете доставку еды с помощью дрона, а затем, съев еду, съедаете десерт с помощью дрона. Первая часть происходит уже некоторое время; по мнению ученых из Швейцарского федерального технологического института (EPFL), второй — съедобный робот — может появиться в ближайшее время.
«Объединить роботов и еду — это увлекательная задача», — сказал Дарио Флореано, директор из Лаборатории интеллектуальных систем (LIS) EPFL и ведущим автором недавно опубликованной перспективной статьи, в которой рассматривается, насколько далеки мы от реальности съедобных роботов. «Мы все еще выясняем, какие съедобные материалы действуют аналогично несъедобным».
На первый взгляд еда и роботы кажутся находящимися на противоположных концах научного спектра. Но, по словам авторов статьи, съедобные роботы — это не просто новинка, за которую вы бы заплатили нелепую сумму денег, чтобы увидеть ее на тарелке в дорогом ресторане. У них есть широкий спектр потенциальных применений в таких областях, как здоровье и питание человека, сохранение дикой природы и благополучие животных, а также окружающая среда.
Потенциал съедобных роботов настолько велик, что в 2021 году Флореано объединился с Ремко Бумом из Вагенингенского университета в Нидерландах, Джонатаном Росситером из Бристольского университета, Великобритания, и Марио Кайрони из Итальянского технологического института (IIT), чтобы запустить RoboFood. проект, получивший поддержку в виде финансирования ЕС на сумму 3,5 миллиона евро (3,75 миллиона долларов США) в течение четырех лет.
Сравнение несъедобных (серых) и съедобных (цветных) материалов по эластичности и плотностиФлореано и др.
Согласно веб-сайту RoboFood, «главная цель» проекта — «заложить научные и технологические основы для разработки по-настоящему съедобных роботов и роботизированной еды». С этой целью давайте рассмотрим график разработки съедобных роботов, который, как и большинство технологических вещей, развивается быстрыми темпами.
В 2017 году ученые EPFL создали захват, способный удерживать яблоко, состоящий из двух полностью съедобных приводов. Сами приводы были изготовлены из желатин-глицеринового материала с механическими характеристиками, подобными свойствам силиконовых эластомеров.
Ученые EPFL и Вагенингена разработали дрон с неподвижным крылом и крыльями, сделанными из воздушных рисовых лепешек, склеенных желатином, в 2022 году. Конечно, съедобными были только крылья дрона, но он летел со скоростью 33 фута (10 м) в секунду и мог нести 50% своей массы в качестве съедобного груза.
В 2023 году исследователи ИИТ создали съедобную перезаряжаемую батарею, сделав анод из рибофлавина (витамин B2) и катод из кверцетина, полезного для здоровья природного пигмента, содержащегося в красном луке, каперсах и капусте. Активированный уголь увеличивал проводимость, а водоросли нори – материал, которым обычно оборачивают суши-роллы – использовались для предотвращения коротких замыканий. Батарея, наполненная пчелиным воском, работала при напряжении 0,65 В, что по-прежнему безопасно для проглатывания; два соединенных последовательно питали светодиод примерно 10 минут.
В 2024 году ученые из Бристонского университета, IIT и EPFL создали первый съедобный датчик деформации на основе электронной проводимости. Ключом к успеху являются новые проводящие чернила, комбинация активированного угля, мармеладных мишек Haribo и смеси воды и этанола. Когда чернила распыляются на съедобный субстрат, их можно есть.
Примеры съедобных компонентов, съедобных роботов и роботизированной еды. Для роботизированной еды входные стимулы указаны в скобках Floreano et al.
«Существует множество исследований отдельных съедобных компонентов, таких как приводы, датчики и батареи», — говорит Бокеон Квак, член команды RoboFood и один из соавторов перспективной статьи. «Но самая большая техническая задача — соединить детали, для работы которых используется электричество, например батареи и датчики, с деталями, для движения которых используются жидкости и давление, например приводы».
В своей статье исследователи излагают проблемы, с которыми в настоящее время сталкиваются при создании съедобных роботов. Существующие съедобные приводы и батареи по-прежнему обладают меньшей мощностью, выносливостью и надежностью по сравнению с их несъедобными аналогами или требуют использования несъедобных частей. Другая проблема заключается в том, что, хотя многие съедобные компоненты состоят из продуктов, которые мы обычно едим, необходимы дальнейшие исследования, чтобы увидеть, как они взаимодействуют с пищеварительной системой. А еще есть миниатюризация, делающая роботов достаточно маленькими, чтобы они представляли собой единое целое, которое можно проглотить. Наконец, съедобные роботы в конечном итоге должны служить какой-то цели.
Итак, какие же цели, по их мнению, они преследуют? Примеры, которые они приводят в своей статье, включают анализ пищеварительного тракта и точную доставку лекарств, перемещение по пищеводу для устранения пищевых закупорок, обеспечение питанием людей и животных, сохранение здоровья диких и домашних животных, включая введение вакцин, мониторинг окружающей среды и , конечно же, предоставляя новый кулинарный опыт. Поскольку съедобные роботы также биоразлагаемы, они более экологичны, чем альтернатива.
Важный вопрос требует ответа: как люди отреагируют на поедание робота? Некоторые ответы было получено в ходе исследования 2024 года, в ходе которого исследователи раздали участникам роботов, сделанных из сахара и желатина (один двигается, другой нет), и оценивали их восприятие и вкусовые ощущения. Они обнаружили, что движущийся робот воспринимался как «существо», тогда как неподвижный — как «еда». Однако движение придавало больший вкус.
Движущегося робота часто описывали как «сладкого», и участники упоминали определенные вкусы, например «яблоко», по сравнению с неподвижным роботом, о котором говорили его составляющие компоненты, что позволяет предположить, что участники верили движущиеся и неподвижные роботы были сделаны из разных материалов. Кроме того, при жевании движущегося робота участники описывали текстуру, заметно отличающуюся от той, когда робот не двигался. Одно из возможных объяснений, предложенное исследователями, заключается в том, что участники приписывали роботу жизненные качества, когда он двигался; оно было более «живым».
Авторы настоящей статьи не размышляли о том, когда мы сможем увидеть съедобных роботов на наших тарелках. Хотя вышеупомянутые технические препятствия еще предстоит преодолеть, нам, вероятно, не придется долго ждать, учитывая головокружительную скорость, с которой развиваются технологии.
Статья была опубликована в журнале Материалы Nature Reviews.
