食品廃棄物を機能的マシンに変えるバイオハイブリッドロボットを開発(Bio-hybrid robots turn food waste into functional machines)

2025-12-04 スイス連邦工科大学ローザンヌ校(EPFL)

EPFL研究チームは、食品廃棄物を微生物の代謝によって機能性バイオマテリアルへ変換する“バイオハイブリッド・ロボット”を開発した。これは、生物学的プロセスとロボット工学を統合し、制御された環境下で微生物に最適な増殖条件を提供する装置で、パン屑・果物残渣など様々な食品廃棄物を原料として、電気伝導性フィルム、包装材、機能性生体材料などを自動生成できる。従来の発酵装置よりも高度に自律化され、温度・湿度・栄養条件をロボットが細かく調整することで、微生物が生産する材料品質と収量が大幅に安定した。特に菌類を利用した材料生成では、軽量・強靭・生分解性を兼ね備えた持続可能素材が得られ、循環型経済に貢献する技術として注目される。研究者は、廃棄物由来の素材製造を自律ロボットが担う未来を描き、建築材、医療用材料、電子部品など多用途への展開を見込んでいる。

食品廃棄物を機能的マシンに変えるバイオハイブリッドロボットを開発(Bio-hybrid robots turn food waste into functional machines)
Demonstration of the robotic gripper made from langoustine tails. 2025 CREATE Lab EPFL CC BY SA

<関連情報>

死んだ物質、生きている機械:甲殻類の腹部外骨格をバイオハイブリッドロボットに再利用 Dead Matter, Living Machines: Repurposing Crustaceans’ Abdomen Exoskeleton for Bio-Hybrid Robots

Sareum Kim, Kieran Gilday, Josie Hughes
Advanced Science  Published: 26 November 2025
DOI:https://doi.org/10.1002/advs.202517712

Details are in the caption following the image

Abstract

Bio-hybrid robots utilize living organisms for robot design, however, their use of living bodies makes maintenance, control, and fabrication of robot challenging. As an alternative, exoskeletons stand out for retaining mobility after the organism’s death, making them an accessible candidate. In particular, crustacean exoskeletons, often discarded as food waste, provide both structural strength and flexibility from their segmented rigid shell. By repurposing dead animals’ part from bio-waste, a sustainable cyclic design process is proposed in which materials can be recycled and adapted for new tasks after a robot’s lifespan. In this paper, a bio-hybrid robot design using the langoustine abdominal exoskeleton as a bending actuator is introduced. Through integration with synthetic components, augmented exoskeletons can generate diverse, fast, and robust motions with extended operational lifetimes. Three robotic applications are demonstrated using a 3 g exoskeleton capable of supporting a 680 g payload: a manipulator handling objects up to 500 g, fingers that grasp various objects and bend at speeds up to 8 Hz, and a swimming robot at speeds up to 11 cm s−1. The method offers a sustainable robot design scheme and can be extended to diverse scales and functionalities by exploring a wide range of repurposable exoskeletons from bio-waste.

0109ロボット
ad
ad
Follow
ad
タイトルとURLをコピーしました