EPFL: Wie können essbare Roboter hergestellt werden?
Essbare Roboter hören sich unnötig an. Aber es gibt gute Gründe dafür. Forscher der EPFL haben ein Papier erstellt, das die Herausforderungen beschreibt.
Der rollende Roboter der EPFL und des IIT umfasst Teile, die gegessen werden können.
(Bild: EPFL)
Für vollständig essbare Roboter kann es viele Gründe geben, sagen Forscher der École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL). Sie wollen solche Roboter entwickeln und bauen, um sie etwa in der Medizin einsetzen zu können. Bis ein Roboter jedoch vollständig verzehrt und verdaut werden kann, stehen die Wissenschaftler noch vor einer Reihe von Herausforderungen, die sie in einem wissenschaftlichen, perspektivischen Artikel aufzeigen.
Roboter sind normalerweise nicht zum Essen da. Wenn sie nicht mehr gebraucht werden, verschrottet man sie. In Zeiten nachlassender Verfügbarkeit von Ressourcen ist die Verwendung von organischen und biologisch abbaubaren Materialien allerdings eine Überlegung wert, um den Elektroschrott zu reduzieren, wenn Roboter aus essbaren, also biologisch abbaubaren Materialien hergestellt werden. Auch könnten sie dazu verwendet werden, um damit in Notfällen Menschen in Katastrophengebieten zu versorgen, etwa mit essbaren Drohnen. In der Medizin könnten essbare Roboter Medikamente an die richtigen Stellen im Körper transportieren, ohne dass sie dem Körper wieder entnommen werden müssen. Die menschliche Verdauung erledigt das vollautomatisch. Nicht zuletzt könnten essbare Roboter auch kulinarisch neue Wege zu gastronomischen Erlebnissen ebnen.
Wie weit die Forschung von vollständig essbaren Robotern noch entfernt ist und welche Herausforderungen sich auf den Weg dorthin ergeben, sind Wissenschaftler der EPFL in dem wissenschaftlichen Paper "Towards edible robots and robotic food" nachgegangen, das in Nature Review Materials veröffentlicht ist. Darin beschreiben sie, welche essbaren Materialien für den Roboterbau verwendet werden können und sich ähnlich verhalten wie nicht essbare.
Essbare Materialien für den Roboterbau
So kann etwa Gelantine Gummi ersetzen und Reiskekse ähneln Schaumstoff. Ein Schokoladenfilm kann Roboter etwa in feuchten Umgebungen schützen. Klebstoffe können aus einer Mischung aus Stärke und Tannin imitiert werden, schreiben die Wissenschaftler. Schwierig sei es, eine vollständig essbare Elektronik zu bauen, die Transistoren und andere elektronische Bauteile umfasst. Die größte Herausforderung bestehe darin, Komponenten, die mit Strom funktionieren, wie etwa Batterien und Sensoren, mit solchen Komponenten zu verbinden, die etwa mit Flüssigkeiten und Druck betrieben werden wie Aktuatoren. Zudem müssen die einzelnen Bauteile miniaturisiert und die Haltbarkeit der essbaren Teile erhöht werden, um sie beispielsweise in medizinischen Anwendungsgebieten einsetzen zu können. Auch muss den Robotern ein angenehmer Geschmack verliehen werden, sagen die Forscher des EPFL.
Einige Erfolge konnten Wissenschaftler des EPFL bereits verzeichnen. So entwickelten sie 2017 einen essbaren Greifer aus Gelantine, der einen Apfel anheben konnte. Zusammen mit dem Italian Institute of Technology (IIT) und der University of Bristol entwickelten sie eine leitfähige Tinte, die Aktivkohle als Leiter und Gummibärchen als Bindemittel nutzt, um sie als Sensor zu verwenden. 2023 schafften es Forscher des IIT, eine erste, wiederaufladbare und essbare Batterie zu entwickeln. Sie besteht aus Riboflavin (Vitamin B2) und Quercetin, ein aus Mandeln und Kapern gewonnener Stoff, in den Batteriepolen. Nori-Algen verwendeten sie, um Kurzschlüsse zu verhindern. Die Batterie, die 0,65 Volt liefert, hat eine Hülle aus Bienenwachs.
2022 bauten die EPFL-Forscher zusammen mit Kollegen der Universität Wangeningen eine essbare Drohne mit Flügeln aus Reiskeksen, die mit Gelatine verklebt waren. Das EPFL und das IIT haben außerdem essbare Rollroboter entwickelt, die etwa mit pneumatischen Gelantinebeinen und einem essbaren Neigungssensor ausgestattet sind.
Die Arbeit ist im Rahmen des 2021 geschaffenen RoboFood-Projekts entstanden. Das Projekt soll Roboter und Lebensmittel zusammenführen und die Entwicklung verdaulicher Elektronik und Roboterteile fördern.
(olb)