Βιοδιασπώμενα ρομπότ καθαρίζουν το νερό και... ταΐζουν τα ψάρια!

Μια καινοτομία που μοιάζει βγαλμένη από επιστημονική φαντασία, αλλά είναι απολύτως πραγματική, παρουσίασε πρόσφατα το Ομοσπονδιακό Πολυτεχνείο της Λωζάνης (EPFL) στην Ελβετία. Πρόκειται για υδρόβια μικρο-ρομπότ, μήκους μόλις 5 εκατοστών και βάρους περίπου 1,43 γραμμαρίων, τα οποία σχεδιάστηκαν για την παρακολούθηση της ποιότητας του νερού. Το πιο εντυπωσιακό όμως είναι ότι, στο τέλος της αποστολής τους, μετατρέπονται σε τροφή για ψάρια.

Τα μικρο-ρομπότ μοιάζουν με μικροσκοπικές βάρκες και κατασκευάζονται από θρυμματισμένη τροφή για ψάρια, η οποία διαμορφώνεται σε καλούπια και στη συνέχεια υφίσταται λυοφιλίωση (freeze-drying), μια τεχνική αφυδάτωσης που διατηρεί τη δομή και τη θρεπτική αξία του υλικού.

Η πρόωση των ρομπότ δεν βασίζεται σε μπαταρίες ή μοτέρ, αλλά σε μια απλή, ελεγχόμενη χημική αντίδραση. Στο εσωτερικό τους υπάρχει ένα μείγμα κιτρικού οξέος και διττανθρακικού νατρίου, διαχωρισμένο από ένα καπάκι με βάση το ζελέ. Στην επιφάνεια, υπάρχει ένα μικρό δοχείο με προπυλενογλυκόλη, μια μη τοξική ουσία.

Όταν το ρομπότ τοποθετηθεί στο νερό, η υγρασία διεισδύει μέσω του ζελέ και φτάνει στο χημικό μείγμα. Η αντίδραση απελευθερώνει διοξείδιο του άνθρακα, το οποίο ωθεί την προπυλενογλυκόλη έξω από ένα μικροσκοπικό άνοιγμα στο πίσω μέρος. Αυτό αλλάζει την επιφανειακή τάση του νερού και επιτρέπει στο ρομπότ να προχωρήσει, χρησιμοποιώντας το λεγόμενο φαινόμενο Marangoni, το ίδιο φαινόμενο που επιτρέπει σε ορισμένα έντομα να κινούνται στην επιφάνεια του νερού.

Τα μικρο-ρομπότ δεν είναι απλώς κινητά. Είναι εξοπλισμένα με αισθητήρες που μετρούν παραμέτρους όπως η θερμοκρασία, το pH και η παρουσία ρύπων στο νερό. Τα δεδομένα είτε μεταδίδονται ασύρματα είτε αποθηκεύονται για μελλοντική ανάλυση. Έτσι, τα ρομπότ αυτά μπορούν να διασκορπιστούν σε λίμνες, δεξαμενές, ιχθυοκαλλιέργειες ή άλλους υδάτινους χώρους, προσφέροντας πολύτιμες πληροφορίες για την ποιότητα του περιβάλλοντος.

Η πιο καινοτόμος πτυχή της εφεύρεσης είναι ο τρόπος ολοκλήρωσης του κύκλου ζωής των ρομπότ. Μετά την αποστολή, τα ρομπότ μαλακώνουν σταδιακά, βυθίζονται και μπορούν να καταναλωθούν με ασφάλεια από τα ψάρια. Το υλικό κατασκευής είναι 100% βιοδιασπώμενο και δεν αφήνει κανένα βλαβερό υπόλειμμα στο περιβάλλον. Επιπλέον, οι ερευνητές εξετάζουν τη χρήση αυτών των ρομπότ ως φορείς φαρμακευμένης τροφής, διευκολύνοντας τη στοχευμένη χορήγηση φαρμάκων στις ιχθυοκαλλιέργειες.

Παρά την πρόοδο, παραμένει ένα βασικό εμπόδιο: η βιοδιασπασιμότητα των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων. Ενώ το σώμα των ρομπότ είναι φιλικό προς το περιβάλλον, οι αισθητήρες και οι μικροηλεκτρονικές μονάδες εξακολουθούν να αποτελούν πρόκληση. Η ερευνητική ομάδα, υπό την καθοδήγηση του καθηγητή Dario Floreano και του διδακτορικού φοιτητή Shuhang Zhang, εργάζεται ήδη πάνω στην ανάπτυξη βιοσυμβατών και ενδεχομένως βρώσιμων ηλεκτρονικών υλικών, ανοίγοντας ένα νέο, ανεξερεύνητο πεδίο τεχνολογίας.

Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο Nature Communications και αποτελεί σταθμό στην πορεία προς μια οικολογική και ηθικά υπεύθυνη ρομποτική. Τα μικρο-ρομπότ του EPFL δεν αποτελούν μόνο εργαλεία περιβαλλοντικής παρακολούθησης, αλλά και ένα πρότυπο για το πώς η τεχνολογία μπορεί να ενσωματώνεται πλήρως στο φυσικό οικοσύστημα, χωρίς να το επιβαρύνει.

[via]