圖片來源：unsplash
撰文｜索加特·博拉克（Saugat Bolakhe）
翻譯｜巢栩嘉
你想象中的機器人是什麼樣的？一個身披鋼甲、超越了有機生命體脆弱性的堅固機器？不幸的是，這種具備超強耐久性的傳統機器人，正在使地球面臨被電子垃圾淹沒的威脅。但假如我們模仿自然界生命體，設計出越來越多可完全降解並就此消失的機器人呢？
最近一項在《科學·進展》（Science Advances）雜誌上發表的研究中，研究者用豬肉明膠和植物纖維素製造出了一種機械臂與操縱桿控制器，他們使用的材料既堅固耐用，又可以在後院堆肥中降解。測試結果證明，這兩種摺紙式結構數週內就能在土壤中分解。
通常而言，可生物降解機器人屬於軟體機器人，而多數軟體機器人都是從自然界生命體的柔性結構中獲取靈感的。
德國馬克斯·普朗克智慧系統研究所的材料科學家弗洛裡安·哈特曼（Florian Hartmann，未參與這項研究）表示：“這個領域其實起源於材料科學與化學，而不是傳統的機械工程。”然而，許多早期軟體機器人原型仍然依賴會造成汙染的合成聚合物。
衛平東是中國西湖大學從事天然聚合物研究的材料科學家，他與現就職於中國復旦大學的機器人工程師張壯合作開展了這項研究。張壯回憶道，衛平東一直對機器人很感興趣，還萌生了自己製造機器人的想法。“這讓我想到，為什麼不用他研究的天然材料來製作一個機器人？”
他們以棉漿纖維素為基質，新增甘油以增強柔韌性，並透過乾燥來提升強度。衛平東表示：“纖維素成本低且易組裝。”接著，他們用一種從豬肉提取的導電明膠製成了感測器，這種導電明膠的離子流會隨材料形變而變化。隨後，他們將平面薄膜與感測器摺疊成了三維結構。
衛平東和張壯發現，控制器和機械臂既能承受高強度使用，也能安全閒置一週。最終，研究者把這些機器埋在校園附近一個20釐米深的坑裡，結果發現它們在8周內就能幾乎完全消失。
德國馬克斯·普朗克智慧系統研究所的機器人工程師埃倫·拉姆利（Ellen Rumley，未參與這項研究）評價道：“研究者能夠設計出如此剛柔並濟的材料，令人驚歎。”
衛平東和張壯設想這些機器人可以用於處理危險廢棄物，接著自行分解，或者協助完成手術然後在體內安全降解。但需要特別指出的是，目前這項技術還處於非常早期的階段。
哈特曼指出：“要造出真正可持續的戶外機器人，還需開發可生物降解的電子元器件、電源供應器甚至是電池。”
本文選自《環球科學》5月刊“前沿”欄目。
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