Робот, управляван от кралска гъба стриди, смесва живи организми и машини

Регистрирайте се за научния бюлетин на Wonder Theory на CNN. .

Бот на колела се търкаля по пода. Роботизирана звезда с меко тяло огъва петте си крайници, движейки се с неловко разбъркване.

Захранвани от стандартно електричество посредством щепсел или батерия, тези елементарни роботизирани творения не биха били забележителни, само че това, което отличава тези два робота е, че те се управляват от живо създание: кралска стридина.

Чрез развъждане на мицела на гъбата или влакна, сходни на корен, в хардуера на робота, екип, управителен от откриватели от университета Корнел, е основал два типа роботи, които усещат и реагират на околната среда, като употребяват електрически сигнали, направени от гъбата и нейната сензитивност към светлина.

Роботите са най-новото достижение на учените в област, известна като биохибридна роботика, които се стремят да комбинират биологични, живи материали като растителни и скотски кафези или инсекти със синтетични съставни елементи, с цел да създадат частично живи и частично проектирани същества.

Биохибридните роботи занапред ще се осмеляват да надвишават лабораторията, само че откривателите се надяват, че един ден роботите медузи могат да изследват океаните, ботовете, захранвани със сперма, може да са в положение да доставят лекувания за плодовитост, а хлебарките киборги могат да търсят оживели след земетресение.

„ Механизмите, в това число изчисленията, разбирането и действието като отговор, се правят в биологичния свят и в изкуствения свят, който хората са основали, и биологията през множеството време е по-добра в това от нашите изкуствени системи “, сподели Робърт Шепърд, старши създател на изследване, описващо роботите, оповестено на 28 август в списание Science Robotics.

„ Биохибридизацията е опит да се намерят съставни елементи в биологичния свят, които можем да впрегнем, разберем и направляваме, с цел да помогнем на нашите изкуствени системи да работят по-добре “, добави Шепърд, професор по механично и галактическо инженерство в университета Корнел, който управлява лабораторията за органична роботика на институцията.

Отчасти гъбички, частично машина

Екипът стартира с развъждане на кралски гъби стриди (Pleurotus eryngii) в лабораторията от елементарен комплект, поръчан онлайн. Изследователите са избрали този тип гъба, тъй като пораства елементарно и бързо.

Те култивираха нишковидни структури или мицел на гъбата, които могат да образуват мрежи, които съгласно изследването могат да усещат, споделят и транспортират хранителни субстанции - функционирайки малко като неврони в мозъка. (Уви, не е тъкмо творенията да се назовават ​​ботове за гъби. Гъбата е плодът на гъбите - роботите се зареждат от сходен на корен мицел.)

Мицелът създава дребни електрически сигнали и може да бъде обвързван към електроди.

Андрю Адамацки, професор по нетрадиционни компютри в Университета на Западна Англия в Бристол, който построява гъбични компютри, сподели, че не е ясно по какъв начин гъбите създават електрически сигнали.

„ Никой не знае сигурно “, сподели Адамацки, който не е взел участие в проучването, само че го е прегледал преди публикуването.

„ По създание всички живи кафези създават шипове, сходни на капацитет за деяние, и гъбичките не са изключение. “

Изследователският екип откри за предизвикателство да сътвори система, която може да открие и употребява дребните електрически сигнали от мицела, с цел да командва робота.

„ Трябва да се уверите, че вашият електрод се допира в вярната позиция, тъй като мицелът е доста тъничък. Там няма доста биомаса “, сподели водещият създател Ананд Мишра, постдокторантски теоретичен помощник в лабораторията за органична роботика на Корнел. „ След това ги култивирате и когато мицелът стартира да пораства, те се увиват към електрода. “

Mishra проектира електрически интерфейс, който тъкмо разчита суровата електрическа интензивност на мицела, след което я обработва и преобразува в цифрова информация, която може да задейства задвижващите механизми или движещите се елементи на робота.

Роботите можеха да вървят и да се търкалят в отговор на електрическите пикове, генерирани от мицела, и когато Мишра и сътрудниците му подтикнаха роботите с ултравиолетова светлина, те трансформираха походката и траекторията си, показвайки, че са в положение да реагират на околната среда.

„ Гъбите в действителност не обичат светлината “, сподели Шепърд. „ Въз основа на разликата в интензитетите (на светлината) можете да получите разнообразни функционалности на робота. Ще се движи по-бързо или ще се отдалечи от светлината. “

„ Вълнуваща “ работа

Вълнуващо е да забележим повече работа в региона на биохибридната роботика, която излиза оттатък тъканите на хора, животни и инсекти, сподели Виктория Уебстър-Ууд, доцент в групата за биохибридна и органична роботика на университета Карнеги Мелън в Питсбърг.

„ Гъбите може да имат преимущества пред други биохибридни подходи във връзка с изискванията, нужни за поддържането им живи “, сподели Уебстър-Ууд, който не е взел участие в проучването.

„ Ако са по-устойчиви на изискванията на околната среда, това може да ги направи отличен претендент за биохибридни роботи за приложения в селското стопанство и морския мониторинг или изследване. “

Проучването отбелязва, че гъбите могат да се култивират в огромни количества и да виреят в доста разнообразни среди.

Изследователите управляваха преносимия робот без връзка, свързваща го с електрическия хардуер - достижение, което Webster-Wood назова изключително удивително.

„ Наистина биохибридните роботи без привързване са предизвикателство в тази област “, ​​каза тя по имейл, „ и да ги забележим да реализират това с мицелната система е много чудесно