İsviçre'nin École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) üniversitesindeki bilim insanları, iki önemli sorunu hedef alan çığır açıcı bir çevresel izleme çözümü geliştirdi: elektronik atıkları azaltmak ve su kalitesi değerlendirmesi sırasında ekosistem üzerindeki bozulmayı en aza indirmek.
Profesör Dario Floreano ve doktora öğrencisi Shuhang Zhang liderliğindeki ekip tarafından geliştirilen 5 santimetre boyutundaki tekne şeklindeki robotlar, tamamen biyolojik olarak parçalanabilen ve yenilebilir malzemelerden üretildi. Gövdeleri, ticari balık yemi peletlerinin toz haline getirilip bir biyopolimer bağlayıcı ile karıştırılması ve ardından dondurularak şekil verilmesiyle oluşturuluyor. Araştırmacılar, besin değerini artırmak için dış yapıyı standart balık yemine göre %30 daha yüksek protein ve %8 daha düşük yağ içerecek şekilde formüle etti.
Bu robotları gerçekten yenilikçi kılan ise itiş sistemleri; hiçbir elektronik veya batarya gerektirmiyor. Cihazlar, bazı su böceklerinin su yüzeyinde hareket etmek için kullandığı Marangoni etkisinden yararlanıyor. Küçük bir haznede sitrik asit ve sodyum bikarbonat arasındaki kimyasal reaksiyon, karbondioksit gazı üretiyor ve bu gaz, toksik olmayan propilen glikol yakıtını bir kanaldan dışarı itiyor. Bu yakıt, suyun yüzey gerilimini azaltarak robotun birkaç dakika boyunca saniyede üç gövde uzunluğuna kadar hızlarda ilerlemesini sağlıyor.
EPFL ekibi, bu robotları su kütlelerine çok sayıda dağıtmayı hedefliyor. Her biri, suyun pH'ı, sıcaklığı, kirleticileri ve mikroorganizmaları hakkında veri toplayan biyolojik olarak parçalanabilir sensörlerle donatılacak. Araştırmacılar, hareketlerini hassas şekilde kontrol etmek yerine, yakıt kanalının asimetrik tasarımıyla 'sola dönen' ve 'sağa dönen' varyantlar oluşturarak robotların su yüzeyinde doğal olarak dağılmasını sağladı.
"Doğal ortamlar için minyatür yüzücü robotların geliştirilmesi hızla ilerliyor, ancak bunlar genellikle plastik, batarya ve diğer elektronik bileşenlere dayanıyor; bu da hassas ekosistemlerde toplu dağıtım için zorluklar yaratıyor," diyor Zhang. "Bu çalışmada, bu malzemelerin tamamen biyolojik olarak parçalanabilir ve yenilebilir bileşenlerle nasıl değiştirilebileceğini gösteriyoruz."
Mayıs 2025'te Nature Communications dergisinde yayımlanan bu araştırma, gelişmekte olan yenilebilir robotik alanındaki en son ilerlemeyi temsil ediyor. Çalışma, EPFL'nin yenilebilir yumuşak aktüatörler, akışkan devreler ve iletken mürekkeplerle ilgili önceki çalışmalarına dayanıyor ve 2021'de 3,5 milyon avroluk fonla başlatılan AB destekli RoboFood konsorsiyumunun bir parçası.