柔らかい食用ロボット: 目的のある甘いおやつ

新しいロボットに出会ったときに尋ねるべき有益な質問はたくさんありますが、「食べてもいいですか」は一般的にその中には含まれません。 「一般的に」と言ったのは、食用ロボットは実際には物であり、技術的に飲み込んで利益と結果の両方を被ることができるという意味で単に食用であるだけではないからです。 摂取可能な、ロボットを大きくかじって、噛み砕いて飲み込むことができます。

うーん。

しかし、これまでのところ、これらの摂取可能なロボットには、絶対に摂取しないでくださいというアスタリスクが含まれています。モーターとバッテリーです。これらは間違いなく有毒で、おそらくあまり美味しくありません。問題は、摂取可能な柔らかいアクチュエータがガス圧で動作するため、機能するにはポンプとバルブが必要であり、どちらもプラスチックや金属を使用しないと簡単に作ることができないことでした。しかし、新しい論文の中で、スイスのEPFLにあるダリオ・フロレアーノのインテリジェントシステム研究所の研究者らは、バッテリーとアクチュエーターの両方の摂取可能なバージョンを実証し、その結果、制御された作動が可能な最初の完全に摂取可能なロボットが誕生した。

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まずはこの子のバッテリーから始めましょう。広い意味では、バッテリーはエネルギーを貯蔵および放出するための単なるシステムです。このロボットの場合、バッテリーはゼラチンとワックスでできています。液体クエン酸と重曹が入ったチャンバーに化学エネルギーが貯蔵されており、どちらも安全に食べることができます。クエン酸は膜によって重曹から分離されており、酸が入っているチャンバーに十分な圧力をかけるとその膜に穴が開き、酸がゆっくりと重曹上に滴下します。これによりバッテリーが活性化され、COが発生し始めます。₂ 副産物としてクエン酸ナトリウム（チーズから酸っぱいキャンディーまで、あらゆる種類の食品に一般的）とともにガスが発生します。

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CO2 ガスはゼラチンチューブを通ってアクチュエーターに移動します。 加圧されると曲がるわずかに硬いベースの上に相互接続されたガス室を使用する、かなり一般的なソフト ロボット設計です。アクチュエータに圧力を加えると 1 回の作動が得られますが、アクチュエータを小刻みに動かすには (小刻みはどのロボットにとっても絶対に必要なスキルです)、ガスを周期的に放出する必要があります。これを実現する鍵となるのは、もう 1 つの主要なイノベーションである摂取可能なバルブです。

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バルブはスナップ座屈の原理に基づいて動作します。つまり、バルブは 1 つの形状 (閉じた状態) で最も快適ですが、十分な圧力がかかると急速にパチンと開き、圧力が解放されると再び閉じます。現在のバージョンのロボットは、バッテリーが切れるまでの数分間、毎分約 4 回の曲げサイクルで動作します。

バッテリー、バルブ、アクチュエーターはすべて摂取可能で、これも摂取可能な小さな小刻みなロボットを作成します。素晴らしい！しかし なぜ?

「私たちのシステムの潜在的な使用例は、イノシシなどのとらえどころのない動物に栄養や薬を提供することです」と筆頭著者の Bokeon Kwak 氏は言います。 「イノシシは生きた動いている獲物に引き寄せられますが、私たちの場合、それを模倣するのは食用のアクチュエーターです。」コンセプトは、豚インフルエンザワクチンのようなものをロボットに注入できるというものです。製造コストが安く、配備が安全で、完全に生分解可能で、動きやすいため、誰も近づきたくない種類の動物に標的を絞って大量に送達するための効果的な戦略として機能する可能性があります。そして、それは明らかにイノシシだけではありません。ロボットのサイズと動作特性、トリガーとなるもの、匂いと味を調整することで、くねくねしたものに魅力を感じるほとんどすべての動物をターゲットにすることができます。そしてその中には人間も含まれます！

クァク氏は、このロボットを食べると、アクチュエーターとバルブにはグリセロールが含まれており、グミキャンディーのような食感があり、少し甘い味がするだろうと言います。空気圧バッテリーは、クエン酸のおかげで、外側はカリカリ、内側は（レモンのように）酸っぱくなります。この研究は特に味に重点を置いているわけではありませんが、研究者らはグレナデンで味付けした他のバージョンのアクチュエータを作成しました。彼らは今年初めにこれらのアクチュエーターを人間に提供しており、ハリボーとの提携を発表する前の要件であるとしか思えない「消費者体験の分析」に取り組んでいます。

しかし、食べやすさはロボットの主な焦点ではないと、主任研究者のダリオ・フロレアーノ氏は言う。 「環境と持続可能なロボット工学というより広い観点から見ると、空気圧バッテリーとバルブ システムは、あらゆる種類の生分解性空気圧ロボットと互換性があるため、それを可能にする重要な技術となります。」また、環境問題のすべてに特に関心がない場合でも、実際はそうすべきですが、野生のロボットの大群の状況では、効果的に拡張できるようにするために、シンプルさと手頃な価格に焦点を当てることが重要です。

これはすべて EU が資金提供する RoboFood プロジェクトの一部であり、Kwak 氏は現在他の食用ロボットの開発に取り組んでいます。たとえば、このロボットのバルブの弾性スナップ座屈動作は、弾性エネルギーを蓄えたり放出したりするという点で一種のバッテリーのようなもので、少し調整すれば、食用の弾性動力源が、デザート皿からすぐに飛び降りて口に入るおいしい小さなジャンプロボットの鍵になるかもしれないとクワク氏は期待している。

EPFL の Bokeon Kwak、Shuhang Zhang、Alexander Keller、Qiukai Qi、Jonathan Rossiter、Dario Floreano による「持続的かつ反復的なロボット作動のための食用空気電池」が、 先端科学

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