Un robotic comestible realizado por los científicos de EPFL aprovecha una combinación de flamable biodegradable y tensión superficial para adherirse alrededor de la superficie del agua, creando una alternativa segura y nutritiva a los dispositivos de monitoreo ambiental hechos de polímeros artificiales y electrónica.
El robotic en forma de bote aprovecha el mismo fenómeno, el efecto Marangoni, utilizado por algunos insectos acuáticos para impulsarse a través de la superficie del agua. Una reacción química dentro de una pequeña cámara desmontable produce fuel de dióxido de carbono, lo que a su vez ingresa a un canal de flamable, lo que obliga al flamable. La reducción repentina de la tensión superficial del agua causada por el flamable expulsado luego impulsa el robotic hacia adelante.
Este diseño inteligente no solo es efectivo, lo que permite que los robots se muevan libremente alrededor de la superficie del agua durante varios minutos, sino también completamente no tóxicos y biodegradables. De hecho, algunos pueden reconocer los componentes de la reacción química desencadenante, ácido cítrico y bicarbonato de sodio, como los mismos utilizados en un experimento típico de ciencias escolares que involucra un volcán. Y el ‘flamable’ es propilenglicol, un líquido que se encuentra comúnmente en los productos para el cuidado de la piel.
“Si bien el desarrollo de robots de natación en miniatura para entornos naturales ha progresado rápidamente, estos generalmente dependen de plásticos, baterías y otros electrónicos, que plantean desafíos para el despliegue de masa en ecosistemas sensibles”, cube el estudiante de doctorado de EPFL Shuhang Zhang. “En este trabajo, mostramos cómo esos materiales pueden ser reemplazados por componentes completamente biodegradables y comestibles”.
Zhang y un equipo del Laboratorio de Sistemas Inteligentes, dirigido por Dario Florano en la Escuela de Ingeniería, han informado recientemente el trabajo en Comunicaciones de la naturaleza.
Locomoción bioinspirada
El robotic está diseñado para no solo ser inofensivo para la fauna acuática, sino incluso beneficiosa. Para agregar fuerza y rigidez a la estructura exterior, que tiene aproximadamente 5 cm de largo, los investigadores usaron alimentos para pescado con un contenido de proteína 30% más alto y un contenido de grasa 8% más bajo que los gránulos comerciales. Por lo tanto, el dispositivo puede actuar como alimento para la vida silvestre acuática al closing de su vida, tal como lo hacen los animales.
El equipo de EPFL imagina que los robots se implementan en grandes cantidades. Cada dispositivo estaría equipado con sensores biodegradables para recopilar datos ambientales como el pH de agua, la temperatura, los contaminantes y la presencia de microorganismos, que podrían leerse después de la recolección o mediante la teledetección.
En lugar de controlar con precisión el movimiento direccional de los robots, el equipo ha fabricado variantes de “giro izquierdo” y “giro a la derecha” al alterar el diseño asimétrico del canal de flamable. Este nivel de management es todo lo que se necesita para dispersar los robots a través de la superficie del agua, y sus movimientos pseudo-aleatorios imitan los de los insectos, lo que los convierte en vasos ideales para entregar nutrientes o medicamentos a los peces. Los investigadores incluso especulan que los robots podrían estimular el desarrollo cognitivo de las mascotas acuáticas, pero se necesita investigación futura para explorar esto, ya que no se realizaron experimentos con animales como parte del estudio EPFL.
Una frontera de comida robótica
Este trabajo es la última innovación en el floreciente campo de la robótica comestible. El Laboratorio de Sistemas Inteligentes ya ha publicado varios artículos sobre dispositivos comestibles, incluidos los actuadores suaves comestibles como manipuladores de alimentos y alimentos para mascotas, circuitos fluidos para el cálculo comestible y la tinta conductora comestible para monitorear el crecimiento de los cultivos. Florano también ha publicado una perspectiva sobre la comida robótica con colegas del consorcio RoboFood: un proyecto que coordina que se lanzó en 2021 con € 3.5 MIO en fondos de la UE para explorar el potencial de estos dispositivos.
“El reemplazo de desechos electrónicos con materiales biodegradables es objeto de un estudio intensivo, pero los materiales comestibles con perfiles y funciones nutricionales específicos apenas se han considerado, y abrir un mundo de oportunidades para la salud humana y animal”, cube Florano.
