Warum die Wissenschaft essbare Roboter baut
Eine Batterie aus Schokolade, eine essbare Drohne, Fischfutter, das schwimmt – willkommen in der Welt der essbaren Roboter und robotischen Lebensmittel. Fortschritte in der Materialwissenschaft, Elektronik und Robotik sorgen dafür, dass Konzepte dieser Art allmählich technisch realisierbar werden. Mit der Verwirklichung dieser Ideen im Rahmen des EU-finanzierten Projekts ROBOFOOD(öffnet in neuem Fenster) eröffnet die Wissenschaft neue Wege, um über Nachhaltigkeit, Ernährung und die Interaktion zwischen Mensch und Technik nachzudenken. „Forscherinnen und Forscher arbeiten in zunehmendem Maße an biologisch abbaubaren Robotern für Umweltüberwachung und Nachhaltigkeit sowie an essbarer Elektronik für medizinische Anwendungen“, berichtet Dario Floreano, Koordinator des Projekts ROBOFOOD. „Wir möchten einen Schritt weiter gehen und nur essbare Materialien verwenden, um Roboter nicht nur biologisch abbaubar und verzehrbar, sondern auch derart zu gestalten, dass sie Menschen und Tieren einen Nährwert liefern.“
Lebensmittel designen, die Funktionen übernehmen
Das Team von ROBOFOOD hat sich zum Ziel gesetzt, Vorrichtungen zu entwickeln, die nicht nur typische Roboteraufgaben wie Greifen, Fühlen oder Bewegen ausführen, sondern am Ende ihrer Lebenszeit auch sicher aufgegessen werden können. Diese essbaren Technologien können auch der Herstellung von robotischen Lebensmitteln dienen: Nahrungsmittel, die ihre Umgebung wahrnehmen und auf sie reagieren können, indem sie beispielsweise ihre Form wechseln, sich bewegen oder ihren Geruch und Geschmack verändern. Zu diesem Zweck wurden im Rahmen des Projekts essbare Materialien ausgewählt und auf innovative Weise derart verarbeitet, dass sie als Sensoren, Aktuatoren, elektronische Schalter und Energiespeichervorrichtungen fungieren und gleichzeitig ihren Nährwert behalten und den EU-Verordnungen über Lebensmittel entsprechen. Eine der größten Herausforderungen bestand darin, die Roboterfunktion mit den Lebensmitteleigenschaften in Einklang zu bringen. „Essbare Robotergehäuse müssen strukturelle Integrität bieten und gleichzeitig kaubar sein. Essbare Sensoren und Transistoren müssen Umweltsignale erkennen und verarbeiten, ohne dass giftige Metalle verwendet werden, und essbare Batterien müssen ausreichend Strom liefern und dabei einschränkungsfrei sicher sein“, erklärt Floreano. Das ROBOFOOD-Team hat eine Bibliothek von rund 200 intelligenten essbaren Materialien und Verarbeitungsverfahren entwickelt, die sowohl funktionale als auch sicherheitstechnische Anforderungen erfüllen.
Praktische Anwendungen
Im Rahmen des Projekts wurde der Ansatz anhand mehrerer Demonstrationsprojekte validiert. Rescue RoboFood ist eine zur Hälfte verzehrbare Drohne zur Fernrettung und -unterstützung in Katastrophensituationen. Ihre Flügel und ihr Körper können gegessen werden, wodurch Ladekapazität für den Transport von Wasser frei wird. „Im Vergleich zu einer konventionellen Drohne gleicher Größe können somit mehr Kalorien und Flüssigkeit zu Menschen in Notsituationen gelangen“, erklärt Floreano. Zum Wildtierschutz und zur artgerechten Tierhaltung entwickelte das Team essbare Wasserroboter(öffnet in neuem Fenster), die im Wesentlichen Fischfutterpellets sind, die sich wie natürliche Beute auf der Wasseroberfläche bewegen. Diese Bewegung könnte die Fische wirkungsvoller anlocken, die Fütterungseffizienz verbessern und die durch nicht gefressenes Futter verursachte Abfallmenge und Wasserverschmutzung verringern. Im Bereich der robotischen Lebensmittel für Menschen konzentrierte sich das Team von ROBOFOOD auf neuartige gastronomische Erfahrungen. Auf der Weltausstellung 2025 in Osaka, Japan, präsentierte das Team RoboCake(öffnet in neuem Fenster), einen Kuchen mit essbaren Schokoladenbatterien, die Kerzenlichter und Roboter-Gummibären antreiben, die tanzen und sich gegenseitig umarmen. Neben den Hauptdemonstratoren konnte das ROBOFOOD-Team weitere technologische Fortschritte vorweisen. Dazu gehören kleine essbare Roboter, die springen können, ein umweltfreundlicher, essbarer weicher Aktor und die erste wiederaufladbare essbare Batterie(öffnet in neuem Fenster), die in Zusammenarbeit mit dem ERC-finanzierten Projekt ELFO von Mario Caironi am Italienischen Institut für Technologie entwickelt wurde. Das Team hat bereits ein breites Spektrum an zukünftigen Anwendungen im Blick. „ROBOFOOD bereitet einer neuen Generation von Robotern den Weg, die in der Natur massenhaft zur Umweltüberwachung oder zur Versorgung von Tieren mit Nahrung eingesetzt werden könnten“, erklärt Floreano. Langfristig könnten diese Technologien auch essbare Systeme zur Untersuchung des Magen-Darm-Trakts ermöglichen, sofern weitergeforscht wird und medizinische Kooperationen stattfinden.
