想象一下这样的未来图景:水上机器人化为锦鲤群游时争相啄食的饵料、机器人跳完舞再变身美味的蛋糕……这些弥漫创意和烟火气的科技构想,如今正在走进现实。
瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)科研团队以鱼饲料为原料,打造出一款水上机器人,在完成使命后,便会化作鱼群的美餐自然降解。此前,该校科学家还与意大利科学家携手,推出一款可完全食用的机器人婚礼蛋糕RoboCake。
可食用机器人不仅有助巧妙化解传统电子设备污染难题,还正在开启多重领域的创新之门,有望在医疗保健、环境管理等方面大显身手。
在EPFL智能系统实验室内,达里奥·弗洛雷亚诺教授团队打造出的水上机器人形似微型摩托艇,长约5厘米,平均重1.43克,在水中最快每秒可移动3倍身长。
这款机器人的奥秘在于其独特的构造。主体结构由冻干鱼饲料构成,动力源自水触发的化学反应:柠檬酸与碳酸氢钠发生反应产生二氧化碳,气体压力迫使丙二醇喷出,导致局部水面张力骤降形成推力,可推动机器人持续运动数分钟。
而且机器人所有组件均可生物降解。研究人员表示,当机器人完成任务后,它会像泡发的茶叶一样吸水变软,慢慢沉入水中,成为鱼儿的美餐。
弗洛雷亚诺主导的“机器食品”(RoboFood)项目于2021年启动,旨在打造可食用机器人,用于食品保鲜、紧急营养补给、人类和兽医学等领域,获欧盟350万欧元资助。该实验室已研发多项创新成果,如可食用流体电路、用于监测作物生长的可食用导电油墨等。
“机器食品”的最新杰作是RoboCake。这款三层婚礼蛋糕顶部装饰着石榴口味的明胶软糖机器人,可借助气动系统活动头部和手臂;底层嵌有由维生素B2、槲皮素和巧克力制成的可食用电池,能为LED蜡烛供电。
弗洛雷亚诺表示,他们正在重新定义机器人与食物的界限,未来的机器人可能既是工具,又是食物。
弗洛雷亚诺认为,其团队研制的水上机器人不仅为环保监测提供了新思路,还可革新水产养殖业的投药方式。
水上机器人的应用只是冰山一角。EPFL科学家曾在《自然·评论材料》杂志撰文称,可食用机器人有望在医疗保健、环境监管等领域发挥作用。
可食用机器人可实现精确药物输送和体内健康监测。具体而言,它能沿着食道移动递送药物,帮助吞咽困难的人或动物,降低吸入性肺炎的风险,或在消化道内实时监测健康状况。
可食用机器人还可在紧急情况下为人或动物提供营养。比如其特别适合野生动物救援,因为动物对移动食物源有天生的兴趣。在水产养殖中,这种特性可以提高饲料利用率,减少水体污染。
同时,移动式可食用机器人外形可模拟野生动物喜爱的食物,内置疫苗和定位系统,主动吸引野猪等野生动物接种疫苗,以有效控制疾病传播。
此外,可食用机器人还能给人提供新颖的美食体验。例如,RoboCake咬下第一口是浓郁的黑巧克力味,随后会让人感受到电解质的微酸刺激,这种“会变味的蛋糕”展现了食品科技的无限可能。
最重要的是,在全球每年产生4000万吨电子垃圾的背景下,可食用机器人这种“从自然中来,回自然中去”的设计理念,正在重新定义科技与环境的和谐关系。
在可食用机器人快速发展的同时,科学家们在审慎思考其潜在风险以及面临的挑战。
首先是智能计算难题。现有计算系统依赖传统晶体管,无法食用;类胡萝卜素、食用染料等生物分子虽可食用,但信息处理与整合能力有限,如何打造既智能、又可消化的计算系统仍是重大课题。
另一大挑战是,可食用机器人安全性缺乏验证。虽然其材料都是可消化且被认为是安全的,但有科学家担心,虽然一些可食用机器人的成分单独食用是安全的,但多种成分交叉反应后,可能导致无法预见的不良后果。
小型化和质量控制也是可食用机器人亟待解决的难题。如果这些机器人旨在评估身体机能并自主执行医疗干预(如精准给药),其体积必须足够小。此外,与相对简单的单纯营养机器人不同,这种机器人由更多组件构成,且组件间必须协同工作,任何故障都可能导致灾难性后果。因此,必须进行质量控制,确保其在体内运作时万无一失。
此外,弗洛雷亚诺团队还指出,延长可食用机器人的保质期,并赋予其令人愉悦的味道,也是亟待解决的难题。(记者 刘 霞)
去年3月,他和团队在人类历史上第一次为引力子“画像”,那篇发表在国际权威学术期刊《自然》上的论文,就在这里诞生。
星星“眨眼睛”,并不是“真身”在动,而是光线的折射率出现了波动,导致肉眼观察下的星星,与其“真身”所在位置的偏移距离在短时间内发生了变化。通常,白天发生的大气湍流更加强烈,导致折射率波动更大,星星“眨眼睛”也更频繁,只是我们观察不到。
气象监测显示,5月12日以来,我国华北南部、黄淮地区等出现35摄氏度以上高温天气。中央气象台预计,16日起,我国黄淮中西部、华北南部等地部分地区将出现高温天气,19日至21日,高温天气强度增强、范围扩大,陕西关中盆地、河南中西部等地部分地区日最高气温可达37—39摄氏度,局地40摄氏度。
科学家发现,将一段人类特有的基因片段插入小鼠体内,可以让它们的大脑长得更大。为了找出人类HARE5与黑猩猩的差异,Silver和同事确定了其中4个遗传突变,每个突变都能同时增强黑猩猩和人类细胞的增殖能力。
中国科学技术大学教授孙林峰、副教授刘欣团队与教授谭树堂团队合作,在植物激素运输领域取得重要研究进展。研究团队进一步解析了AUX1蛋白在CHPAA结合状态下的结构,为其抑制机理提供了见解,并提出AUX1蛋白依赖于质子浓度梯度介导生长素内向运输的转运模型。
在这项研究中,胡晗带领的研究团队利用高精度CT扫描和三维重建技术,对保存完好的芝加哥始祖鸟标本进行了详细研究。
研究显示,鸟类、哺乳类甚至龟类的大脑在过去3.2亿年里,经历了一场精彩的大脑神经元演化历程,走出了截然不同但又殊途同归的智慧发展之路。
南京航空航天大学科研团队联手中外学者创新研发出储能密度较高的新型纳米复合薄膜储能器件,其储能密度可达215.8焦/立方厘米,刷新介电储能密度国际最高纪录。
宇宙的命运与其天体命运息息相关,而其中恒星的最终“寿命”一直是人类探索的重要命题。
周天军表示,这项研究不仅揭示了全球变暖下区域季风的演变规律,更凸显了古气候研究在气候变化预测中的独特价值。通过开展古今对比研究,丰富的古记录数据所揭示的历史变化事实,将会成为我们有效应对未来的重要参照物。
种业振兴行动实施以来,我国农作物长期战略保存种质资源已超过58万份,其中蕴含着极为丰富的作物遗传基因密码,犹如“天书”亟待破解。近日,由中国农业科学院作物科学研究所发起、腾讯参与支持的作物种质资源“天书计划”正式启动。
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这场堪称检验船舶前期设计建造工程的“期中考”,将进一步验证大型邮轮在设计、工艺、生产准备、总装建造等阶段所取得的一系列重大科研成果。
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