Wissenschaftler:innen der École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) in der Schweiz haben eine bahnbrechende Lösung zur Umweltüberwachung entwickelt, die zwei zentrale Herausforderungen adressiert: die Reduzierung von Elektronikmüll und die Minimierung von Störungen im Ökosystem bei der Überprüfung der Wasserqualität.
Die 5 Zentimeter großen, bootsförmigen Roboter wurden von einem Team unter Leitung von Professor Dario Floreano und Doktorand Shuhang Zhang vollständig aus biologisch abbaubaren und essbaren Materialien entwickelt. Ihre Körper bestehen aus handelsüblichen Fischfutterpellets, die zu Pulver gemahlen, mit einem Biopolymer-Bindemittel vermischt und in Form gefriergetrocknet werden. Um den Nährwert zu erhöhen, formulierten die Forschenden die äußere Struktur mit 30 % mehr Proteingehalt und 8 % weniger Fett als herkömmliche Fischpellets.
Das wirklich Innovative an diesen Robotern ist ihr Antriebssystem, das ganz ohne Elektronik oder Batterien auskommt. Die Geräte nutzen den Marangoni-Effekt – das gleiche physikalische Phänomen, das manche Wasserinsekten zur Fortbewegung auf Wasseroberflächen einsetzen. Eine chemische Reaktion zwischen Zitronensäure und Natriumhydrogencarbonat in einer kleinen Kammer erzeugt Kohlendioxidgas, das ungiftigen Propylenglykol-Treibstoff durch einen Kanal presst. Dieser ausgestoßene Treibstoff verringert die Oberflächenspannung des Wassers und treibt den Roboter für mehrere Minuten mit einer Geschwindigkeit von bis zu drei Körperlängen pro Sekunde voran.
Das EPFL-Team plant, diese Roboter in großer Zahl auf Gewässern einzusetzen. Jeder Roboter könnte mit biologisch abbaubaren Sensoren ausgestattet werden, um Daten zu pH-Wert, Temperatur, Schadstoffen und Mikroorganismen zu sammeln. Anstatt die Bewegung der Roboter exakt zu steuern, entwickelten die Forschenden durch asymmetrisches Design des Treibstoffkanals jeweils „linksabbiegende“ und „rechtsabbiegende“ Varianten, sodass sich die Roboter natürlich über die Wasseroberfläche verteilen.
„Die Entwicklung von Miniaturschwimmrobotern für natürliche Umgebungen hat in den letzten Jahren große Fortschritte gemacht. Diese basieren jedoch meist auf Kunststoffen, Batterien und anderer Elektronik, was ihren massenhaften Einsatz in empfindlichen Ökosystemen erschwert“, erklärt Zhang. „In dieser Arbeit zeigen wir, wie diese Materialien vollständig durch biologisch abbaubare und essbare Komponenten ersetzt werden können.“
Die im Mai 2025 in Nature Communications veröffentlichte Forschung stellt den neuesten Fortschritt im aufstrebenden Feld der essbaren Robotik dar. Sie baut auf früheren Arbeiten der EPFL zu essbaren Soft-Aktuatoren, fluidischen Schaltungen und leitfähigen Tinten auf – alles Teil des von der EU mit 3,5 Millionen Euro geförderten RoboFood-Konsortiums, das 2021 ins Leben gerufen wurde.