生态友好的水生机器人由鱼饲料制成

这种船形机器人利用了与某些水生昆虫在水中推进自身相同的现象——马兰戈尼效应。一个可拆卸微型腔室内的化学反应产生二氧化碳气体，随后气体进入燃料通道，迫使燃料排出。被喷射燃料引起的水面张力骤降继而推动机器人前进。

这种巧妙设计不仅高效（可使机器人在水面自由移动数分钟），而且完全无毒且可生物降解。事实上，有人可能认出触发化学反应的成分——柠檬酸和碳酸氢钠——与典型火山模拟学校科学实验所用成分相同。而其“燃料”丙二醇则是护肤品中常见的液体。

“尽管适用于自然环境的微型游泳机器人发展迅速，但它们通常依赖塑料、电池和其他电子元件，这给敏感生态系统中的大规模部署带来挑战，”洛桑联邦理工学院（EPFL）博士生张舒航表示，“在这项工作中，我们展示了如何用完全可生物降解和可食用成分替代这些材料。”

张舒航与由工程学院达里奥·弗洛雷亚诺领导的智能系统实验室团队，近期在《自然·通讯》期刊上报道了这项工作。

仿生运动机制

该机器人不仅设计为对水生动物无害，甚至有益。为增强约5厘米长的外壳强度和刚性，研究人员采用了蛋白质含量比商业颗粒饲料高30%、脂肪含量低8%的鱼食。因此该装置在其寿命结束时可为水生野生动物提供营养，如同动物尸体般融入生态循环。

EPFL团队设想大规模部署此类机器人。每个装置将配备可生物降解传感器，用于收集水环境数据（如pH值、温度、污染物和微生物存在），可通过回收后或遥感方式读取数据。

团队未精确控制机器人定向运动，而是通过改变燃料通道的不对称设计制造出“左转”和“右转”版本。这种程度的控制足以实现机器人在水面扩散，其伪随机运动模拟昆虫行为，使之成为向鱼类输送营养素或药物的理想载体。研究人员甚至推测这些机器人可促进水宠认知发育，但需未来研究验证（因EPFL研究未涉及动物实验）。

机器人食品新前沿

这项工作是新兴可食用机器人领域的最新创新。智能系统实验室已发表多篇关于可食用装置的论文，包括用作食物操控器和宠物食品的可食用软体执行器、用于可食用计算的流体电路，以及监测作物生长的可食用导电墨水。弗洛雷亚诺还与RoboFood联盟同事共同发表过关于机器人食品的前瞻研究：该联盟项目由其协调，于2021年启动并获欧盟350万欧元资助，旨在探索此类装置的潜力。

“虽然用可生物降解材料替代电子垃圾已被深入研究，但具有特定营养功能和目标的可食用材料却鲜少被考虑，这为人类和动物健康开辟了全新机遇，”弗洛雷亚诺强调道。