Инженеры подарили грибу тело робота и позволили ему дико разгуляться

Никто не знает, о чем мечтают спящие грибы, когда их обширные сети мицелия мерцают и пульсируют с электрохимическими реакциями, сходными с реакциями клеток нашего собственного мозга.

Но если бы у нас был шанс, что могла бы сделать эта паутина импульсов, если бы предоставлен момент свободы?

Междисциплинарная группа исследователей из Корнеллского университета в США и Флорентийского университета в Италии предприняла шаги, чтобы выяснить это, поместив культуру съедобных видов грибов Pleurotus eryngii (также известный как королевская вешенка) управляет парой транспортных средств, которые могут дергаться и катиться по плоской поверхности.

С помощью серии экспериментов исследователи показали, что это возможно. использовать электрофизиологическую активность гриба как средство перевода сигналов окружающей среды в директивы, которые, в свою очередь, можно использовать для управления движениями механического устройства.

«Выращивая мицелий в электронику робота, мы смогли позволить биогибридной машине чувствовать окружающую среду и реагировать на нее», — говорит старший научный сотрудник Роб Шепард, ученый-материаловед из Корнелла.

В объединении мяса с машиной нет ничего нового. У эволюции были сотни миллионов лет на то, чтобы точно настроить органические машины, поэтому вполне естественно, что мы обратимся к биологии за кратчайшим путем создания надежных устройств, которые могут чувствовать, думать и двигаться так, как мы хотим.

Удивительно, но царство Грибов представляет собой что-то вроде нетронутой золотой жилы для кибернетических технологий. Легко культивируемые с относительно простыми требованиями и склонностью к выживанию там, где многие другие организмы сражаются, плесени и грибы могут предоставить инженерам множество надежных живых компонентов, отвечающих практически любым сенсорным или даже вычислительным потребностям.

Часто Скрытые от глаз сети тонких нитей грибов реагируют на изменения в окружающей среде, пробираясь сквозь почву в поисках ресурсов. Ряд видов даже проявляют трансмембранную активность, напоминающую наши собственные нейронные реакции, предоставляя исследователям потенциальную возможность подслушивать их секретные разговоры.

Применяя алгоритмы, основанные на внеклеточной электрофизиологии P. eryngii и подавая выходные данные в микроконтроллер, исследователи использовали всплески активности, вызванные раздражителем – в данном случае ультрафиолетовым светом – для переключения механических реакций в двух разных типах мобильных устройств.

В контролируемых экспериментах команда использовала сигналы грибковой культуры, чтобы управлять движениями мягкого робота с пятью конечностями и четырехколесного непривязанного транспортного средства.

Они смогли влиять и подавлять «естественные» импульсы, вырабатываемые грибами, демонстрируя способность использовать сенсорные способности системы для достижения конечной цели.

«Проект такого рода не является просто об управлении роботом», — говорит биоробототехник из Корнелла Ананд Мишра.

«Речь идет также о создании настоящей связи с живой системой. Потому что, услышав сигнал, вы также понимаете, что происходит. сигнал исходит от какого-то стресса. Итак, вы видите физическую реакцию, потому что эти сигналы мы не можем визуализировать, но робот визуализирует.»

Как бы неуклюже это ни было «робошрум». Послушайте, истинная ценность системы однажды может быть реализована в более простых механических установках, которые будут интерпретировать сложные изменения в сигналах окружающей среды, чтобы доставлять точное количество питательных веществ или пестицидов в почвенную среду, или автоматически адаптировать реакцию на растущие уровни загрязняющих веществ или даже реагировать на изменения в нашем собственном теле.

В шепоте грибов есть более глубокая мудрость, которую мы только начинаем понимать. Если бы у них была возможность, они могли бы однажды рассказать нам, о чем они мечтают.

Это исследование было опубликовано в журнале Science Robotics.