可食用电池、传感器和致动器让可食用机器人变为可能
想象一下，你叫了无人机送外卖，然后在吃完食物后，把送外卖的无人机当甜点吃掉。瑞士联邦理工学院（EPFL）的科学家说，前者已经发生了一段时间，后者--可食用的机器人可能很快就会出现。科学家们已经制造出了可食用的机器人部件。下一个挑战是将它们整合在一起，制造出整个机器人零食，可用于从提供医疗保健到监测环境等广泛的应用领域。
EPFL智能系统实验室（LIS）主任达里奥-弗洛雷诺（Dario Floreano）说："将机器人和食物结合在一起是一项引人入胜的挑战。"他是最近发表的一篇观点文章的主要作者，这篇文章探讨了我们离可食用机器人的现实还有多远。"我们仍在摸索哪些可食用材料的工作原理与非可食用材料类似"。
乍一看，食物和机器人似乎是科学领域的对立面。但是，根据文章作者的观点，可食用机器人并不仅仅是你花高价在高档餐厅的盘子上看到的新奇事物。它们在人类健康和营养、野生动物保护和动物福利以及环境等领域有着广泛的潜在应用。
可食用机器人潜力巨大，2021 年，弗洛雷亚诺与荷兰瓦赫宁根大学的雷姆科-布姆（Remko Boom）、英国布里斯托尔大学的乔纳森-罗西特（Jonathan Rossiter）和意大利理工学院的马里奥-凯罗尼（Mario Caironi）共同发起了机器人食品项目，并获得了欧盟为期四年、总计 350 万欧元（375 万美元）的资金支持。
非食用（灰色）和食用（彩色）材料在弹性和密度方面的比较
根据 RoboFood 网站的介绍，该项目的"总体目标"是"为开发真正的可食用机器人和机器人食品奠定科学和技术基础"。为此，让我们来看看可食用机器人的发展时间表，就像大多数与科技相关的事物一样，可食用机器人的发展也是日新月异。
2017 年，EPFL 的科学家们用两个完全可食用的致动器制造出了一个能够搬运苹果的机械手。这些致动器本身由明胶-甘油材料制成，具有类似硅树脂弹性体的机械特性。
2022 年，EPFL 和瓦赫宁根的科学家设计出一种固定翼无人机，机翼由膨化年糕和明胶粘合而成。当然，只有无人机的机翼是可食用的，但它的飞行速度为每秒 33 英尺（10 米），可携带自身质量 50%的可食用载荷。
2023 年，印度理工学院的研究人员用核黄素（维生素 B2）做阳极，用槲皮素（一种存在于红洋葱、辣椒和羽衣甘蓝中的促进健康的天然色素）做阴极，制造出了一种可食用的充电电池。活性炭提高了导电性，而紫菜--通常包裹在寿司卷上的那种东西--则用来防止短路。电池用蜂蜡包装，工作电压为 0.65 伏，仍然是摄入时的安全电压；两个电池串联起来，可以为一个 LED 供电约 10 分钟。
2024 年，来自布里斯顿大学、印度理工学院和洛桑联邦理工学院的科学家们创造了首个基于电子传导的可食用应变传感器。关键在于一种新型导电墨水，它是活性炭、哈瑞博小熊软糖和水乙醇混合物的组合。当油墨喷洒在可食用的基底上时，两者都可以被吃掉。
可食用部件、可食用机器人和机器人食物的例子。对于机器人食物，括号内标明的是输入刺激物
RoboFood团队成员、该视角论文的共同作者之一Bokeon Kwak说："关于致动器、传感器和电池等单一可食用部件的研究很多。但最大的技术挑战是将使用电力来运作的部件（如电池和传感器）与使用液体和压力来移动的部件（如致动器）组合在一起。"
研究人员在论文中阐述了目前实现可食用机器人所面临的挑战。现有的可食用致动器和电池在功率、耐久性和可靠性方面仍然低于非可食用的同类产品，或者它们需要使用非可食用的部件。另一个挑战是，虽然许多可食用部件是由我们通常食用的东西制成的，但还需要进一步研究它们与消化系统的相互作用。此外，还有微型化问题，要使机器人足够小，成为一个可吞咽的整体。最后，可食用机器人最终必须达到某种目的。
那么，研究人员预计它们能达到什么目的呢？他们在论文中给出的例子包括：分析消化道并精确输送药物、通过食道清除食物堵塞物、为人类和动物提供营养、保护野生动物和驯养动物的健康--包括注射疫苗、环境监测，当然还有提供新奇的烹饪体验。由于可食用机器人也是可生物降解的，因此比其他替代品更环保。
洛桑联邦理工学院（EPFL）和印度理工学院（IIT）的科学家们用气动明胶腿和可食用的倾斜传感器制造出了这种部分可食用的滚动机器人EPFL
一个重要的问题需要答案：人们对吃机器人会有什么反应？2024 年的一项研究给出了一些答案。研究人员给参与者提供了由糖和明胶制成的机器人--一个会动，一个不会动--并测量了他们的感知和味觉体验。他们发现，移动的机器人被视为"生物"，而静止的机器人则是"食物"。不过，移动的机器人味道更鲜美。移动的机器人经常被描述为"甜的"，参与者还提到了"苹果"等特定的味道，而不动的机器人则被描述为其组成成分，这表明参与者认为移动和不动的机器人是由不同的材料制成的。此外，在咀嚼移动机器人时，参与者描述的质感与机器人不动时明显不同。研究人员提出的一种可能的解释是，当机器人移动时，参与者认为机器人具有生命力；它更"有活力"。
这篇论文的作者还没有推测我们何时能在盘子里看到可食用的机器人。虽然上述技术障碍仍需克服，但鉴于技术发展的突飞猛进，我们可能无需等待太久。
文章发表在《自然-材料评论》杂志上。
