부드러운 식용 로봇: 목적이 있는 달콤한 간식

새로운 로봇을 접할 때 물어볼 유용한 질문이 많지만, “먹어도 될까요?”는 일반적으로 그중 하나가 아닙니다. 제가 ‘일반적으로’라고 말한 이유는 먹을 수 있는 로봇은 실제로 하나의 물건이기 때문입니다. 기술적으로 로봇을 삼켜서 이익과 결과 모두를 겪을 수 있다는 의미에서 먹을 수 있을 뿐만 아니라, 섭취할 수 있는로봇을 크게 한 입 베어 물고 씹어 삼킬 수 있는 곳입니다.

냠.

그러나 지금까지 이러한 삼킬 수 있는 로봇에는 섭취하지 마시기 바랍니다. 별표가 포함되어 있습니다. 모터와 배터리는 확실히 독성이 있고 맛도 그다지 좋지 않을 것입니다. 문제는 부드럽고 섭취하기 쉬운 액추에이터가 가스 압력으로 작동하기 때문에 펌프와 밸브가 작동해야 한다는 것인데, 둘 다 플라스틱과 금속 없이는 만들기가 쉽지 않습니다. 그러나 스위스 EPFL에 있는 Dario Floreano의 지능형 시스템 연구소 연구원들은 새로운 논문에서 배터리와 액추에이터의 섭취 가능한 버전을 시연했으며, 그 결과 제가 아는 한 제어된 작동이 가능한 최초의 완전히 섭취 가능한 로봇이 탄생했습니다.

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이 작은 녀석의 배터리부터 시작해 보겠습니다. 넓은 의미에서 배터리는 에너지를 저장하고 방출하는 시스템일 뿐입니다. 이 특정 로봇의 경우 배터리는 젤라틴과 왁스로 만들어집니다. 이는 안전하게 먹을 수 있는 액체 구연산과 베이킹 소다가 들어 있는 챔버에 화학 에너지를 저장합니다. 구연산은 막에 의해 베이킹 소다와 분리되어 있으며, 산이 들어 있는 챔버에 충분한 압력을 가하면 그 막을 뚫어 산이 천천히 베이킹 소다 위로 떨어지게 됩니다. 이렇게 하면 배터리가 활성화되고 CO가 생성되기 시작합니다.₂ 가스와 구연산나트륨(치즈부터 신맛이 나는 사탕까지 모든 종류의 식품에 일반적임)과 함께 부산물로 발생합니다.

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CO2 가스는 젤라틴 튜브를 통해 액추에이터로 이동합니다. 가압 시 구부러지는 약간 더 단단한 베이스 위에 상호 연결된 가스 챔버를 사용하는 매우 일반적인 소프트 로봇 설계입니다. 액추에이터에 압력을 가하면 단일 작동이 가능하지만, 액추에이터를 흔들게 하려면(흔들기는 모든 로봇에 절대적으로 필요한 기술임) 가스를 주기적으로 방출해야 합니다. 이를 수행하는 핵심은 여기서 또 다른 주요 혁신인 섭취 가능한 밸브입니다.

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밸브는 스냅 버클링 원리로 작동하는데, 이는 한 가지 모양(닫힌 상태)이 가장 행복하다는 뜻이지만, 충분한 압력을 가하면 급속히 찰칵 열렸다가 압력이 풀리면 다시 닫히는 방식이다. 현재 버전의 로봇은 배터리가 방전되기 전 몇 분 동안 분당 약 4번의 굽힘 주기로 작동합니다.

배터리, 밸브, 액추에이터 등을 모두 섭취할 수 있으면 섭취할 수 있는 작은 흔들리는 로봇이 됩니다. 엄청난! 하지만 왜?

“우리 시스템의 잠재적인 사용 사례는 멧돼지와 같이 찾기 힘든 동물에게 영양분이나 약물을 제공하는 것입니다.”라고 주요 저자인 Bokeon Kwak이 말했습니다. “멧돼지는 살아있는 움직이는 먹이에 매력을 느끼며, 우리의 경우 이를 흉내내는 식용 액추에이터입니다.” 개념은 돼지 독감 백신과 같은 것을 로봇에 주입할 수 있다는 것입니다. 제조 비용이 저렴하고 배포가 안전하며 완전히 생분해되고 흔들리기 때문에 누구도 가까이 가고 싶어하지 않는 종류의 동물에게 표적화된 대량 전달을 위한 효과적인 전략이 될 수 있습니다. 그리고 분명히 멧돼지뿐만이 아닙니다. 로봇의 크기와 동작 특성, 로봇을 작동시키는 요소, 냄새와 맛을 조정하면 꿈틀대는 것이 매력적이라고 ​​생각하는 거의 모든 동물을 표적으로 삼을 수 있습니다. 그리고 여기에는 인간도 포함됩니다!

곽 씨는 이 로봇을 먹으면 액츄에이터와 밸브에 글리세롤이 들어있어 약간 달콤한 맛이 나고 젤리 같은 식감이 날 것이라고 말한다. 공압 배터리는 구연산 덕분에 겉은 바삭하고 속은 레몬처럼 신맛이 납니다. 이 연구는 특별히 맛에 초점을 맞추지는 않았지만 연구원들은 석류 시럽 맛을 낸 다른 버전의 액추에이터를 만들었습니다. 그들은 올해 초 이러한 액추에이터를 인간에게 제공했으며 Haribo와의 파트너십을 발표하기 전에 요구 사항이라고만 가정할 수 있는 ‘소비자 경험 분석’을 진행하고 있습니다.

그러나 PI Dario Floreano는 식용 가능성이 로봇의 주요 초점이 아니라고 말합니다. “환경 및 지속 가능한 로봇 공학의 더 넓은 관점에서 보면 공압 배터리 및 밸브 시스템은 모든 종류의 생분해성 공압 로봇과 호환되기 때문에 핵심 구현 기술입니다.” 그리고 실제로 모든 환경 문제에 특별히 관심이 없더라도 야생에 있는 대규모 로봇 떼의 맥락에서 유용하게 확장할 수 있도록 단순성과 경제성에 초점을 맞추는 것이 중요합니다.

이것은 모두 EU가 자금을 지원하는 RoboFood 프로젝트의 일부이며 Kwak은 현재 다른 식용 로봇을 연구하고 있습니다. 예를 들어, 이 로봇 밸브의 탄성 스냅 버클링 동작은 탄성 에너지를 저장하고 방출한다는 점에서 일종의 배터리와 유사하며 약간의 조정을 통해 Kwak는 식용 탄성 전원이 디저트 접시에서 바로 입으로 뛰어드는 맛있는 작은 점핑 로봇의 핵심이 될 수 있기를 바라고 있습니다.

지속적이고 반복적인 로봇 작동을 위한 식용 공압 배터리(EPFL의 Bokeon Kwak, Shuhang Zhang, Alexander Keller, Qiukai Qi, Jonathan Rossiter 및 Dario Floreano 저) 첨단과학

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