Съедобная электроника для оказания помощи пациентам при спасательных операциях

Съедобные электронные компоненты могут улучшить медицинскую помощь и экстренную помощь.Кредит: Итальянский технологический институт

Профессор Дарио Флороано-швейцарский итальянский робот и инженер, занимающийся жирным исследовательским предприятием: создание съедобных роботов и усваиваемой электроники.

Каким бы нелогичным это ни казалось, сочетание пищевой науки и роботизированной науки может принести огромные преимущества.Они варьируются от воздушных перевозок до продвинутого мониторинга здоровья.

«Наша цель состоит в том, чтобы начать замену электронных частей съедобными компонентами», - сказал Флороано, директор лаборатории интеллектуальных систем в Швейцарском федеральном институте технологии в Лозанне.

Он возглавляет проект, который стремится раздвигать границы исследований робототехники, создавая роботов, которые можно съесть, и продукты, которые ведут себя как роботы.

Названный Robofood, четырехлетний проект планируется продлиться до сентября 2025 года. Команда включает исследователей из Швейцарии, Италии, Нидерландов и Великобритании.

Флориано дает начало своего интереса к идее женитьбы на еде и робототехнике, когда в 2017 году в 2017 году постдокторский исследователь, выходящий из еженедельного лабораторного собрания в Лозанне.

Исследователь - Джун Шинтике - заслужил, что основное различие между роботами и живыми системами заключается в том, что роботы не могут быть съедены другие формы жизни.

Флориано подумал о возможных способах изменить это.

Команда Robofood уже построила беспилотник с крыльями рисовых лепешек, которые приклеены вместе с съедобными маслами и шоколадом.Этот подвиг был достигнут в сотрудничестве с Университетом Вагенингена в Нидерландах.

«Мы придумали первый беспилотник, где 50% его массы было съедобным», - сказал Флориано.

Исследователи были вдохновлены представлением о том, что беспилотники, развернутые в экстренных спасениях, могут не только найти утраченных людей - или животных - и даже доставлять жизненно важное лекарство или пищу, но и самостоятельно питаться.

Флориано сказал, что съедобные компоненты беспилотника Robofood были достаточными для соответствия стандартам Организации Объединенных Наций для потребностей в пищевых продуктах в кризисе.

«Эти детали предоставили питание, рекомендованное ООН для тех, кто находится в чрезвычайных ситуациях», - сказал он.

Задача здесь состоит в том, чтобы построить крылья из съедобных материалов, которые достаточно надежны, чтобы удержать ветер, дождь и высокие температуры.

Расширяя концепцию на здоровье, исследователи проекта также произвели съедобную электронику, которая могла бы помочь лечить или контролировать болезни кишечника.

В сотрудничестве с экспертом по робототехнике в Университете Бристоля в Великобритании профессором Джонатаном Росситером, команда разработала усваиваемые датчики, которые - в отличие от нынешних устройств для кишечника - не нужно выводиться или выздороветь у пациента.

Расщепляемые датчики избегают риска, оставшихся в организме.

В то время как необходимы дальнейшее тестирование и разработка, датчики сигнализируют о целесообразности строительства усваиваемых деталей машины.

В еще одном прорыве проект разработал съедобную версию компонента, которая делает робота способным работать.

Компонент, известный как привод, является частью машины, которая помогает ему достичь физических движений путем преобразования энергии в механическую силу.

Другими словами, это часть, которая позволила бы роботу сделать что -то полезное, как только человек проглотил это.

В этом контексте часть съедобной машины Robofood отмечает большой шаг вперед по дороге к роботам, которые являются полностью функциональными и съедобными.

Дополнительным преимуществом всего этого направления исследования является экологическим.Пищевые материалы и процессы, которые можно легко разбить или даже перевариваться, помогут справиться с растущим количеством растущих в мире электронных отходов.

Один из партнеров в Robofood - инженер по электронике по имени доктор Марио Кайрони, старший исследователь Итальянского технологического института в Генуе.

Caironi сталкивается с основной проблемой в создании съедобной технологии: замена повседневной электроники на вещи, которые люди могут переваривать.

«Мы начали с поиска съедобных материалов, которые в основном получают продукты, для изготовления электронных устройств», - сказал он.

Кайрони набросал футуристический взгляд на съедобную электронику в статье, опубликованной в 2020 году.

Он черпал вдохновение из классической научно-фантастической книги под названием «Fantastic Voyage» покойного американского писателя Исаака Асимова.

В книге четверо мужчин и женщина сводятся к микроскопической доли своих первоначальных размеров и отправляются в миниатюрную подводную лодку через сонную артерию коматозного мужчины, чтобы уничтожить сгустку крови в его мозге.

Помимо своей роли в Robofood, Caironi ведет отдельные исследования в «электронную пищу».Пятилетний проект, называемый Elfo, проходит до августа 2025 года и разрабатывает съедобные электронные системы для целей здравоохранения.

В марте 2023 года команда Elfo показала первую в мире перезаряжаемую съедобную батарею.Для определенных применений, таких как датчики питания, батарея может быть повторно использована, а не выбрасывать.

Он был сделан из общих пищевых ингредиентов и пищевых добавок, завернутых в пчелиный воск.Аккумулятор может работать около 10 минут, поддерживая надежду, что более продвинутые версии могут питать медицинские устройства, проглатываемые пациентами.

Кайрони говорил с врачами в Италии об их желании дать пациентам безопасное электронное электронное устройство, которое после проглатывания может диагностировать или лечить состояние в их кишечнике.

Ученые -эльфы изучили научную литературу, чтобы найти съедобные материалы, подходящие в качестве изоляторов, дирижеров и полупроводников, - все необходимы для изготовления электронных схем.

Группа обнаружила, что материал из золотого листа, используемый некоторыми поварами, может служить проводкой для съедобных устройств, в то время как мед можно использовать в качестве естественного полупроводника.

Полупроводники необходимы для транзисторов, которые являются важными винтиками в любой цепи.По словам Кайрони, другие кандидаты в полупроводники в природе включают красители и пигменты.

Например, он сказал, что бета-каротин-красно-оранжевый пигмент, изобилующий морковью, тыквой, сладким картофелем и манго-является достаточно хорошим естественным полупроводником, если он обрабатывается правильно и является съедобным.

Группа Elfo собирает как можно больше съедобного материала, чтобы сделать таблетку с батарейным питанием, которая давала бы электронный сигнал и может отслеживать, когда она проходит через кишку пациента.

Например, таблетке можно было поручить доставить препарат по прибытии в определенное место в кишечнике.

План исследователей в этой области состоит в том, чтобы продолжать создавать съедобные компоненты и объединить их в электронные устройства.Таким образом, эти устройства будут содержать все больше и больше усваиваемых компонентов.

Вернувшись в Швейцарию, команда Floreano печатает этикетку для каждого робота, указывающего на его профиль питания и процент съедобных деталей.

С такими шагами сценарий, в котором потерянный и голодный горный путешественник получает спасательный беспилотник, помеченный на 100% съедобном, больше не принадлежит исключительно научно-фантастическому царству.

«Мы ищем проблемы, когда мы думаем, что можем предоставить решение», - сказал Флориано.«Мы хотим рисковать, чтобы попытаться получить высокие вознаграждения, если мы добьемся успеха».

Больше информации:

Эта статья была первоначально опубликована в Horizon, журнале Eu Research and Innovation.