Robofood: Forscher arbeiten an essbaren Drohnen und Robotern

Das 2021 ins Leben gerufene Projekt Robofood hat die Entwicklung essbarer Roboter und verdaulicher Elektronik zur Aufgabe. Was sich zunächst etwas merkwürdig anhört, hat durchaus seine Berechtigung, denn essbare Drohnen können selbstständig in Notgebiete fliegen und dort gegessen, essbare Roboter zur Gesundheitsüberwachung eingesetzt werden.

Das Robofood-Projekt ist auf vier Jahre angelegt und läuft bis 2025. Ein Forscherteam mit Wissenschaftlern aus der Schweiz, Italien, den Niederlanden und dem Vereinigten Königreich suchen darin Möglichkeiten, Drohnen, Roboter und die dafür nötige Elektronik essbar zu gestalten.

Angefangen hat die Idee zu dem Projekt in einem lockeren Gespräch zwischen Dario Floreano, Professor für Robotik und Direktor des Labors für intelligente Systeme an der École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), und dem Postdoktoranden Jun Shintake. Shintake bemerkte, dass der Hauptunterschied zwischen Robotern und lebenden Organismen darin bestehe, dass Roboter nicht von anderen Lebensformen aufgegessen werden können. Das veranlasste Floreano dazu, sich darüber Gedanken zu machen und das Forschungsprojekt Robofood ins Leben zu rufen.

Essbare Drohne

Das Projekt hat bereits einige Ergebnisse geliefert, wie etwa eine teilweise essbare Drohne. Deren Flügel bestehen aus Reiskuchen, die mit Speiseöl und Schokolade zusammengeklebt sind. Die Flügel müssen dabei so stabil sein, dass sie Wind, Regen und Temperaturschwankungen standhalten können. Das zusammen mit Forschern an der Wageningen University in den Niederlanden durchgeführte Projekt im Projekt hat eine Drohne hervorgebracht, deren Masse zu 50 Prozent essbar ist. Sie kann etwa eingesetzt werden, um im Notfall verirrte Menschen und Tiere aufzuspüren und sie mit Medikamenten und Nahrung zu versorgen. Zugleich ist die Drohne selbst essbar. Ihre Bestandteile erfüllen sogar die Standards der Vereinten Nationen für den täglichen Nahrungsmittelbedarf eines Menschen.

Das Ziel ist es aber, verdauliche Maschinenteile für Roboter zu bauen. Diese können nicht nur gegessen, sondern auch leichter biologisch abgebaut werden. Ein wichtiger Aspekt zum Umweltschutz, der es vermeidet, dass große Mengen an Elektronikmüll entstehen. Dazu haben die Forschenden etwa einen Aktuator aus einem Hydrogel entwickelt, der durch Energiezufuhr physische Bewegungen ausführen kann. Der Aktuator ist vollständig biologisch abbaubar.

Verdaubare Batterien und Elektronik

Doch um Aktuatoren überhaupt bewegen zu können, müssen sie zunächst Energie erhalten. Die kann aus einer essbaren, wiederaufladbaren Batterie kommen, die von Forschern des Electronic-Food-Projektes (ELFO) entwickelt wurde. Sie besteht aus gewöhnlichen Lebensmittelzutaten und Nahrungsergänzungsmitteln, die mit Bienenwachs umhüllt sind. Die Batterie kann jedoch nur zehn Minuten lang Energie abgeben, allerdings auch wieder aufgeladen werden. Dieser Ansatz könnte dazu führen, dass Batterien entwickelt werden, die länger durchhalten und medizinische Geräte betreiben können, die von Patienten verschluckt werden.

An solchen Geräten arbeiten die ELFO-Wissenschaftler bereits. Sie wollen einen essbaren Miniroboter in Form einer Pille entwickeln, der verschluckt werden und im menschlichen Darm gezielt ein Medikament abgeben kann, um dortige Erkrankungen zu bekämpfen. Die Pille soll ein Signal abgeben können, um sie orten und genau steuern zu können. Dazu müssen die Forscher jedoch auch die Elektronik des Roboters essbar machen. Dazu haben sich die Wissenschaftler auf die Suche nach essbaren Materialien gemacht, die sich als Isolatoren, Leiter und Halbleiter verwenden lassen, um daraus Bauteile für elektronische Schaltungen zu erstellen.

Erste Erfolge konnten die Forscher bereits verzeichnen. So haben sie Blattgold, das Köche der gehobenen Küche verwenden, als essbaren Leiter und Honig als "natürlichen" Halbleiter identifiziert. Auch einige natürliche Farbstoffe und Pigmente seien als Halbleiter geeignet, so Mario Caironi, Forscher am Italian Institute of Technology in Genua. Beta-Carotin etwa sei so ein natürlicher Halbleiter. Es kommt in Karotten, Kürbissen, Süßkartoffeln und Mangos in großen Mengen vor. Die Forscher sind nun dabei, möglichst viele solcher Stoffe zu identifizieren, um daraus elektronische Bauteile für die Robo-Pille zu erstellen. Die könnten dann rückstandsfrei im menschlichen Körper abgebaut werden.

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Die Wissenschafts-Teams des Robofood-und ELFO-Projekts eint bei ihren Forschungen das gleiche Ziel: Sie wollen möglichst viele elektronische und mechanische Bauteile für Drohnen und Roboter essbar und damit auch biologisch abbaubar gestalten.

(olb)