«والریو فرانچسکو آنزه»(Valerio Francesco Annese) پژوهشگر «موسسه فناوری ایتالیا»(IIT) گفت: به رغم پیشرفت سریع حوزه‌های رباتیک و الکترونیک، پایداری در این حوزه‌ها اغلب یک تفکر مربوط به آینده است. این امر به انباشت زباله‌های الکترونیکی در محل‌های دفن زباله منجر شده است که فلزات سنگین سمی را به محیط اطراف می‌ریزند و خطراتی را برای سلامتی ایجاد می‌کنند. همچنین، تجهیزات الکترونیکی به دلیل مواد متفاوت موجود در آنها، جریان بازیافت پیچیده‌ای دارند که بر این مشکلات افزوده است.

تجهیزات الکترونیکی خوراکی می‌توانند به کاهش دادن این مشکلات کمک کنند زیرا تجهیزات مبتنی بر مواد غذایی نه تنها زیست‌تخریب‌پذیر و زیست‌سازگار هستند، بلکه مواد تشکیل‌دهنده غیرسمی را در خود جای داده‌اند. در نتیجه، مصرف عمدی یا سهوی آنها هم برای انسان و هم برای حیوانات بی‌ضرر خواهد بود.

ادغام علم غذا با فناوری‌های رباتیک

این مفهوم آینده‌نگرانه توسط گروهی از پژوهشگران شامل آنزه، از طریق پروژه «روبوفود»(RoboFood) به واقعیت تبدیل شده است.

آنزه توضیح داد: پروژه روبوفود با بودجه اروپا و با هدف پیشرفت حوزه نوظهور رباتیک خوراکی آغاز شده است که کاربرد مواد غذایی را در ربات‌های کارآمد بررسی می‌کند. ربات‌های خوراکی نه تنها اقلام زیست‌تخریب‌پذیری هستند که از مواد خوراکی ساخته شده‌اند، بلکه می‌توانند عملکرد تغذیه‌ای نیز داشته باشند.

پروژه روبوفود که به سرپرستی «داریو فلورانو»(Dario Floreano) مدیر آزمایشگاه سیستم‌های هوشمند در «موسسه فناوری فدرال لوزان»(EPFL) انجام می‌شود، علم غذا را با رباتیک نرم ادغام می‌کند. ادغام این دو زمینه بسیار متفاوت، الهام‌بخش توسعه برنامه‌های کاربردی جدید و جالب از جمله تجربیات غذایی تفریحی است.

فلورانو گفت: وب‌سایت روبوفود از مخاطبان خود می‌خواهد که این سناریو را تصور کنند. آیا می‌خواهید پیتزای خود را سفارش دهید و در عرض چند دقیقه با پهپاد تحویل بگیرید؟ این می‌تواند به زودی یک امر عادی باشد اما تصور کنید که خود پهپاد به جای بازگشتن، به دسر تبدیل شود.

پهپادهای خوراکی فراتر از تفریح می‌توانند در شرایط اضطراری، انسان‌ها را تغذیه کنند. همچنین، یک طعمه رباتیک خوراکی می‌تواند واکسن و مکمل‌ها را برای حیوانات وحشی یا در حال انقراض فراهم کند. از سوی دیگر، غذای رباتیک متشکل از محرک‌های خوراکی و تجهیزات الکترونیکی می‌تواند ایمنی مواد غذایی را افزایش دهد، تاریخ انقضای غذا را به‌ طور دقیق نشان دهد و از محصول در برابر گرما یا رطوبت در طول ذخیره‌سازی محافظت ‌کند. در مراقبت‌های بهداشتی، دستگاه‌های خوراکی کوچک می‌توانند به‌عنوان دستگاه‌های تشخیصی غیرتهاجمی در بدن استفاده شوند و غذای رباتیک می‌تواند به بیماران در بلعیدن دارو کمک کند.

برای رسیدن به این اهداف، پژوهشگران روبوفود پیشتر یک باتری قابل شارژ مبتنی بر ژلاتین خوراکی و پهپادهای نیمه‌خوراکی ساخته‌اند که در مأموریت‌های حمل و نقل بدون سرنشین می‌توانند تجهیزات لازم را برای افرادی که نیاز فوری به غذا یا دارو دارند، ببرند.

می‌توانید این ربات را بخورید!

گروه روبوفود اخیرا یک حسگر بای‌استابل کاملا خوراکی را ابداع کرده‌اند. ربات‌ها برای درک جهت‌یابی و عملکرد مستقل، به حسگرهای چرخشی نیاز دارند. بنابراین، این پیشرفت یک گام مهم به سوی تحقق یافتن ربات‌های کاربردی و کاملا خوراکی است.

«بوکئون کواک»(Bokeon Kwak) پژوهشگر موسسه فناوری فدرال لوزان و از اعضای پروژه روبوفود، در مورد این حسگر توضیح داد: اگرچه برخی از ربات‌های خوراکی پیشتر ساخته شده‌اند اما هیچ کدام از آنها توانایی سنجش را برای نظارت بر وضعیت حرکتی خود مانند جهت‌گیری بدن و تنظیم سرعت حرکت ندارند. کار ما نشان‌دهنده اولین ادغام حسگرهای خوراکی، محرک‌ها و اجزای ساختاری در یک سیستم مستقل است.

برای ساخت این حسگر، آنزه و همکارانش فقط از مواد مورد تایید «سازمان ایمنی غذای اروپا»(EFSA) استفاده کردند. آنها طلای خوراکی را روی الکترودهای متشکل از یک افزودنی غذایی به نام «اتیل سلولز»(Ethyl cellulose) یا «E۴۶۲» قرار دادند و یک توده رسانای الکتریکی متشکل از مخلوط کربن فعال، موم زنبور عسل و روغن آفتابگردان را قالب‌ریزی کردند. آنها ترکیب به دست آمده را در ژلاتین کپسوله کردند و پاستیل‌های خرسی شرکت آلمانی «هاریبو»(Haribo) را به عنوان فاصله‌دهنده برای جدا کردن الکترودها به کار بردند. این حسگر با یک باتری خوراکی که پیشتر ساخته شده بود، سازگاری داشت و ‌توانست خروجی قابل تشخیصی را برای حداقل ۲۵۹ روز ارائه دهد.

پژوهشگران برای اثبات مفهوم، شش نمونه از این حسگرهای خوراکی را در یک ربات غلتان ادغام کردند و از حیواناتی مانند کرم پیله‌ساز یا میگو الهام گرفتند که بدن خود را حلقه می‌کنند و می‌غلتند. حرکت چرخشی توسط یک چرخ خوراکی بزرگ ساخته‌شده از اتیل سلولز، موم نخل و روغن زیتون امکان‌پذیر شد. آنزه گفت: ربات می‌تواند جهت‌ خود را تخمین بزند و یکی از شش پایه ژلاتینی خود را فعال کند تا به طور خودکار به جلو بچرخد.

اگرچه این ربات دارای اجزای غیر قابل خوردن مانند مدار الکترونیکی، میکروکنترلر، قطعات پنوماتیکی و باتری است اما حسگر کاملا خوراکی با این قطعات سازگاری دارد و نشان می‌دهد که ربات‌های نیمه‌خوراکی را می‌توان در آینده نزدیک پیاده‌سازی کرد.

یکی دیگر از جنبه‌های جدید ربات چرخشی، ارزش غذایی آن است. تقریبا ۳۶ درصد از وزن ربات را مواد خوراکی تشکیل می‌دهد و محتوای کالری آن ۸۰۷.۵ کیلو تخمین زده می‌شود که تقریبا ۳۰ درصد کالری توصیه‌ شده روزانه برای یک انسان بالغ است. این ویژگی منحصربه‌فرد می‌تواند نیاز به محموله‌های مواد غذایی را در طول مأموریت‌های نجات و سایر برنامه‌های کاربردی متمرکز بر تغذیه برطرف کند.

اگرچه نسخه کنونی ربات با محدودیت‌هایی از جمله خرابی‌های گاه‌به‌گاه حسگر و محرک ژلاتین همراه است اما عملکرد کلی آن نشان می‌دهد که قابلیت حرکت خودکار با استفاده از اجزای خوراکی امکان‌پذیر است.

آنزه گفت: مراحل بعدی پروژه، ارائه اجزای خوراکی بیشتر مانند مدارهای الکترونیکی و حسگرهای خوراکی، کاهش اندازه و کوچک‌سازی و شناسایی محرک‌های خوراکی جدید با هدف تحقق یافتن ساخت یک ربات کاملا خوراکی را شامل می‌شوند.

وی افزود: ما امیدواریم کار ما بتواند طراحان را ترغیب کند که در صورت امکان، مواد زیست‌تخریب‌پذیر و حتی خوراکی را به جای مواد غیر قابل تجزیه در نظر بگیرند و تأثیر فوری بر کاهش انباشت زباله‌های الکترونیکی داشته باشند.