2022年，全球电子垃圾产生量已接近6200万吨，其中广泛应用于医疗、农业和环境监测等领域的软体机器人正成为这一环境负担的增量来源。长期以来，该领域面临着一个根本性的技术挑战：材料的可生物降解性与高性能之间往往难以兼得——可降解材料通常功能表现不佳，而高性能材料又缺乏降解能力。

近日，一个由首尔国立大学（Seoul National University, SNU）、韩国西江大学（Sogang University）和奥地利林茨约翰内斯·开普勒大学（Johannes Kepler University Linz）组成的研究团队宣布，他们成功破解了这一难题，开发出世界上首个完全可堆肥的软体机器人系统。该系统在服役期间能够媲美传统机器人的耐用性，而在使用寿命结束后，埋入土壤中即可完全分解，且不留任何有毒残留物。

耐用且可消失：超百万次循环的稳定表现

该机器人的结构框架采用了一种名为聚癸二酸甘油酯（PGS）的材料。这是一种不含水的可生物降解弹性体，其特点是低滞后性和强大的弹性恢复能力。基于PGS的弯曲驱动器在超过100万次驱动循环中，能够保持一致的弯曲角度和输出力。此外，在长时间存储后，其性能表现依然稳定，满足了机器人走出实验室、在实际环境中部署的关键要求。

该系统的嵌入式电子器件同样非同寻常。研究团队摒弃了传统的金属和半导体组件，转而采用可生物降解的无机电子元件，使其能够与结构框架同步分解。这种集成方式最终造就了一个完全可降解的系统——无论是结构还是电子元件，都能清洁地分解，不留任何废渣。

堆肥中的机器人：数月降解并滋养土壤

当完整的机器人系统被置于工业堆肥条件下时，其结构部件和电子元件在数月内便完全分解。随后，研究人员在所得堆肥上进行了植物生长测试，结果证实该分解产物对环境无毒性。这表明，该机器人不仅能降解，还能产生可用的土壤改良剂。

研究团队还进一步展示了其实用的现场应用潜力。由镁（Mg）、钼（Mo）和硅（Si）制成的可生物降解无机电子元件，被集成到一个单一的软体机器人手指中，包含了用于监测曲率、应变、触摸、温度、湿度和pH值的传感器，以及加热器、电刺激器和药物输送模块。这展示了一个高度集成、功能多样化的可生物降解电子平台。这些农业应用案例直观地说明，将这种机器人留在田间不会对环境造成任何负担。

树立可持续机器人新标杆

“这项研究克服了传统上可生物降解材料的局限性，展示了具有实际耐用性和性能水平的软体机器人和电子系统，”该研究的负责人、首尔国立大学教授Seung-Kyun Kang强调了此项工作的意义。他补充道，这“为可持续机器人学树立了新的标杆。”

这项研究直指机器人行业在产品生命周期终末处理方面长期存在的盲点。当前，关于可持续技术的讨论大多聚焦于能源效率或运营排放，却鲜少探讨机器人在其功能寿命结束后硬件将何去何从。随着全球软体机器人市场的预期快速增长，这些设备的无害化处理将变得愈发重要。这款被证实能经受百万次循环使用后、在土壤中无残留分解的机器人，直接回应了电子垃圾带来的挑战，并重新定义了“一次性”机器人的真正含义。