Biotechnologia.pl
łączymy wszystkie strony biobiznesu
Jadalne roboty wodne stworzone z karmy dla ryb

W odpowiedzi na rosnącą potrzebę monitorowania jakości wód śródlądowych w sposób bezpieczny, skuteczny i przyjazny dla środowiska szwajcarscy naukowcy stworzyli miniaturowe, biodegradowalne roboty, które po wykonaniu swojej misji… stają się pożywieniem dla ryb! Urządzenia te reprezentują nową klasę ekologicznej robotyki – są lekkie, szybkie, funkcjonalne i całkowicie jadalne. Pomysł ten łączy zaawansowaną inżynierię z troską o środowisko wodne, eliminując problem generowania odpadów technologicznych w przyrodzie.

 

Roboty zostały opracowane przez zespół z École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) pod kierunkiem prof. Dario Floreano. Inspiracją dla ich powstania była obserwacja naturalnych procesów samooczyszczania się ekosystemów wodnych oraz chęć stworzenia technologii, która nie pozostawia po sobie śladu. Konstrukcja każdego robota opiera się na niezwykle lekkim kadłubie, który powstał z granulowanej karmy dla ryb, uformowanej za pomocą specjalnej matrycy, a następnie wysuszonej w procesie liofilizacji. Ostateczna masa pojedynczego urządzenia to zaledwie 1,43 g przy długości ok. 5 cm.

Jednym z najciekawszych elementów tych robotów jest ich system napędu. Wewnątrz korpusu znajduje się komora zawierająca kwas cytrynowy i sodę oczyszczoną. Gdy woda dostanie się do środka, następuje reakcja chemiczna, w wyniku której powstaje dwutlenek węgla. Gaz ten wypycha przez wylot niewielką ilość biodegradowalnego paliwa – glikolu propylenowego – które zmniejsza napięcie powierzchniowe wody. To z kolei uruchamia efekt Marangoniego, czyli ruch w kierunku obszarów o wyższym napięciu powierzchniowym, dzięki czemu robot przesuwa się naprzód. Mimo prostoty mechanizmu, roboty potrafią poruszać się z prędkością trzech długości ciała na sekundę, co jak na swoją wielkość, czyni je niezwykle zwinnymi.

 

Dodatkowo urządzenia mogą być wyposażone w czujniki badające parametry fizykochemiczne wody, takie jak: pH, temperatura, poziom tlenu, obecność metali ciężkich czy mikroorganizmów. Zgromadzone dane są przesyłane zdalnie do odbiornika lub – w mniej zaawansowanej wersji – odczytane po ręcznym odzyskaniu robota z wody. W praktyce jednak roboty nie muszą być odzyskiwane – po zakończeniu działania ich struktura rozpada się na jadalne fragmenty, które mogą być bezpiecznie spożyte przez ryby lub inne organizmy wodne. Rozwiązanie to może znacząco zmniejszyć koszt operacyjny takich misji, eliminując potrzebę zbierania urządzeń i jednocześnie dostarczając składników odżywczych do zbiornika. Nowatorskie podejście do projektowania tych robotów wpisuje się w szerszy trend rozwoju tzw. efemerycznych technologii – urządzeń o ograniczonym czasie życia, zaprojektowanych z myślą o środowisku, które po spełnieniu swojej funkcji samoistnie się rozkładają. W odróżnieniu od tradycyjnych urządzeń elektronicznych, których utylizacja wiąże się z kosztami środowiskowymi, tutaj cały cykl życia produktu został zaprojektowany w duchu zrównoważonego rozwoju. Zasadnicze było tu połączenie materiałów jadalnych, biodegradowalnych i neutralnych dla organizmów wodnych z prostym, ale skutecznym systemem napędu niewymagającym żadnych metalowych elementów czy baterii.

Projekt ten wpisuje się w szersze badania nad „miękką robotyką” (z ang. soft robotics), w której wykorzystuje się elastyczne, nietoksyczne materiały i inspiracje biologiczne, aby tworzyć urządzenia bardziej zgodne z naturą. W tym kontekście jadalne roboty z EPFL mogą być traktowane jako jeden z pierwszych funkcjonalnych przykładów ekologicznej robotyki użytkowej – takiej, która nie tylko służy człowiekowi, ale robi to bez śladu. Choć obecna wersja robotów nie jest jeszcze wyposażona w zaawansowane systemy sztucznej inteligencji ani złożone układy komunikacyjne, zespół badawczy zapowiada dalsze prace nad integracją prostych algorytmów reagowania na zmienne środowiskowe. Zmieniając ich skład chemiczny lub modyfikując strukturę kadłuba, można również dostosować czas działania i sposób rozpadu urządzeń, co zwiększa ich elastyczność operacyjną. Możliwość tworzenia całych flot takich mikroautonomicznych jednostek mogłaby w przyszłości zmienić sposób, w jaki prowadzi się monitoring ekologiczny, szczególnie w obszarach trudno dostępnych lub wymagających stałej obserwacji, bez ingerencji człowieka. Dalsze badania będą również dotyczyć skalowalności technologii oraz jej bezpieczeństwa w ekosystemach naturalnych – nie tylko w kontekście hodowli ryb, gdzie oprócz kontroli jakości wody będą mogły dostarczać leki lub suplementy diety, ale także w rzekach, jeziorach czy miejskich zbiornikach wodnych. Twórcy podkreślają, że to dopiero początek prac nad robotyką inspirowaną naturą, która nie tylko działa w środowisku, ale staje się jego częścią – dosłownie.

Źródła

1. Zhang, S., Kwak, B., Zhu, R. et al. Edible aquatic robots with Marangoni propulsion. Nat Commun 16, 4238 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-59559-8

2. https://actu.epfl.ch/news/eco-friendly-aquatic-robot-is-made-from-fish-food/?utm_source=chatgpt.com

3. https://www.marinetechnologynews.com/news/edible-aquatic-robot-could-648648?utm_source=chatgpt.com

Fot. https://unsplash.com/photos/a-group-of-white-and-orange-fish-dxdegjrXLTo

KOMENTARZE
news

<Maj 2025>

pnwtśrczptsbnd
28
29
Wzorcowanie i kwalifikacja wag
2025-04-29 do 2025-04-29
1
2
3
4
5
6
Estetica Expo
2025-05-06 do 2025-05-08
7
10
11
14
16
Kongres POZ & AOS
2025-05-16 do 2025-05-17
17
18
20
22
24
25
26
31
1
Newsletter