微观国际 2025-05-11
你想象中的机器人是什么样的？一个身披钢甲、超越了有机生命体脆弱性的坚固机器？不幸的是，这种具备超强耐久性的传统机器人，正在使地球面临被电子垃圾淹没的威胁。但假如我们模仿自然界生命体，设计出越来越多可完全降解并就此消失的机器人呢？
最近一项在《科学·进展》（Science Advances）杂志上发表的研究中，研究者用猪肉明胶和植物纤维素制造出了一种机械臂与操纵杆控制器，他们使用的材料既坚固耐用，又可以在后院堆肥中降解。测试结果证明，这两种折纸式结构数周内就能在土壤中分解。
通常而言，可生物降解机器人属于软体机器人，而多数软体机器人都是从自然界生命体的柔性结构中获取灵感的。
德国马克斯·普朗克智能系统研究所的材料科学家弗洛里安·哈特曼（Florian Hartmann，未参与这项研究）表示：“这个领域其实起源于材料科学与化学，而不是传统的机械工程。”然而，许多早期软体机器人原型仍然依赖会造成污染的合成聚合物。
卫平东是中国西湖大学从事天然聚合物研究的材料科学家，他与现就职于中国复旦大学的机器人工程师张壮合作开展了这项研究。张壮回忆道，卫平东一直对机器人很感兴趣，还萌生了自己制造机器人的想法。“这让我想到，为什么不用他研究的天然材料来制作一个机器人？”
他们以棉浆纤维素为基质，添加甘油以增强柔韧性，并通过干燥来提升强度。卫平东表示：“纤维素成本低且易组装。”接着，他们用一种从猪肉提取的导电明胶制成了传感器，这种导电明胶的离子流会随材料形变而变化。随后，他们将平面薄膜与传感器折叠成了三维结构。
卫平东和张壮发现，控制器和机械臂既能承受高强度使用，也能安全闲置一周。最终，研究者把这些机器埋在校园附近一个20厘米深的坑里，结果发现它们在8周内就能几乎完全消失。
德国马克斯·普朗克智能系统研究所的机器人工程师埃伦·拉姆利（Ellen Rumley，未参与这项研究）评价道：“研究者能够设计出如此刚柔并济的材料，令人惊叹。”
卫平东和张壮设想这些机器人可以用于处理危险废弃物，接着自行分解，或者协助完成手术然后在体内安全降解。但需要特别指出的是，目前这项技术还处于非常早期的阶段。
哈特曼指出：“要造出真正可持续的户外机器人，还需开发可生物降解的电子元器件、电源供应器甚至是电池。”
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