Sveitsin École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) -yliopiston tutkijat ovat kehittäneet mullistavan ratkaisun ympäristön valvontaan, joka vastaa kahteen keskeiseen haasteeseen: elektroniikkajätteen vähentämiseen ja ekosysteemien häiriön minimoimiseen vedenlaadun arvioinnissa.
Professori Dario Floreanon ja tohtorikoulutettava Shuhang Zhangin johtama tiimi on kehittänyt 5-senttimetriä pitkät, veneenmuotoiset robotit, jotka on valmistettu kokonaan biohajoavista ja syötävistä materiaaleista. Robottien runko koostuu kaupallisista kalanruokapelleteistä, jotka jauhetaan, sekoitetaan biopolymeerisideaineeseen ja pakastekuivataan muotoonsa. Ravintoarvon parantamiseksi tutkijat kehittivät ulkokuoren, jonka proteiinipitoisuus on 30 % korkeampi ja rasvapitoisuus 8 % matalampi kuin tavallisissa kalanruokapelleteissä.
Robottien todellinen innovaatio piilee niiden liikkumismekanismissa, joka ei vaadi elektroniikkaa tai akkuja. Laite hyödyntää Marangoni-ilmiötä – samaa ilmiötä, jota jotkin vesihyönteiset käyttävät liikkuakseen veden pinnalla. Pienessä kammiossa tapahtuva sitruunahapon ja natriumbikarbonaatin kemiallinen reaktio tuottaa hiilidioksidikaasua, joka työntää vaaratonta propyleeniglykolipolttoainetta kanavan kautta ulos. Tämä polttoaine alentaa veden pintajännitystä, jolloin robotti liikkuu eteenpäin jopa kolmen runkopituuden sekuntinopeudella useiden minuuttien ajan.
EPFL:n tiimi visioi robottien laajamittaista käyttöönottoa vesistöissä. Jokainen robotti voidaan varustaa biohajoavilla sensoreilla, jotka mittaavat veden pH:ta, lämpötilaa, saasteita ja mikro-organismeja. Sen sijaan, että robottien liikettä ohjattaisiin tarkasti, tutkijat ovat suunnitelleet 'vasemmalle kääntyviä' ja 'oikealle kääntyviä' versioita muuttamalla polttoainekanavan epäsymmetriaa, jolloin robotit leviävät luonnollisesti veden pinnalle.
"Vaikka minikokoisten uivien robottien kehitys luonnollisiin ympäristöihin on edennyt nopeasti, ne perustuvat yleensä muoveihin, akkuihin ja muuhun elektroniikkaan, mikä vaikeuttaa niiden laajamittaista käyttöä herkissä ekosysteemeissä", Zhang selittää. "Tässä työssä osoitamme, että nämä materiaalit voidaan korvata täysin biohajoavilla ja syötävillä komponenteilla."
Tutkimus julkaistiin Nature Communications -lehdessä toukokuussa 2025, ja se edustaa uusinta edistysaskelta nopeasti kasvavalla syötävien robottien alalla. Työ pohjautuu EPFL:n aiempiin saavutuksiin syötävien pehmeiden toimilaitteiden, fluidisten piirien ja johtavien musteiden kehityksessä – kaikki osa EU:n rahoittamaa RoboFood-hanketta, joka käynnistettiin vuonna 2021 ja sai 3,5 miljoonan euron rahoituksen.