Развивающаяся технология биогибридной робототехники объединяет биологические элементы с роботизированной электроникой. Недавно группа ученых добилась нового достижения, создав автономных роботов, управляемых грибами. По словам учёных, эта инновация может быть полезна для сельскохозяйственного производства и, в конечном итоге, некоторых промышленных отраслей, а также углубить наше понимание поведения грибов.
Учёные Калифорнийского технологического института создали плывущих роботов для исследования океана, изготовленных из клеток медузы. Профессор Тахер Саиф и его группа из Университета Иллинойса разработали миниатюрных гибридных роботов, способных ходить и плавать с помощью нейронов мыши.
В отличие от большинства биороботов, где применяют клетки животных, учёные Корнеллского университета создали роботов из грибов – вешенок.
Роботы, управляемые вешенками
Ведущий автор исследования Ананд Мишра в пресс-релизе отметил, что главная сложность в создании биогибридных роботов с использованием клеток животных – это сохранение их жизнедеятельности. По его словам, грибы обладают высокой живучестью, что открывает новые возможности для биогибридной техники. Интегрировав мицелий в электронику робота— Объясняет Роберт Шепард, профессор механической и аэрокосмической инженерии. Исследование опубликовано в журнале. Ученые рассказали о способности разветвленных сетей мицелия обмениваться информацией с помощью электрических сигналов.
Команда разработала роботов с использованием мицелия вешенки, поскольку его просто выращивать и содержать. Это делает его подходящим для экспериментов. Грибы культивировались в трёхмерно отпечатанных конструкциях с электродами.
Мишрой назвал этот электрический интерфейс «живой системой», взаимодействующей с механической. Его создали не только для анализа, но и для обработки и преобразования сигналов грибов. Интерфейс преобразует электрические импульсы в цифровые команды и отправляет их на клапаны и двигатели роботов, чтобы заставить их работать.
Чтобы воплотить этот инновационный подход в жизнь, исследователи черпали идеи из работы нейронов, которые перерабатывают электрические сигналы в движение. Для создания такой системы необходимы знания в машиностроении, электронике, микологии, нейробиологии и обработке сигналов. », — объясняет Мишра.
Две отдельные версии, управляемые грибками
В целях исследования Мишра и его коллеги создали две модификации биогибридных роботов. Первый оснащён колёсами для передвижения, а второй, имеющий сходство с морской звездой, осуществляет движение посредством сжатия конечностей. В обоих вариантах робота перемещение происходит под воздействием световых сигналов. Грибы развиваются в темноте, и свет заставляет их искать более тёмные места. — Объясняет Роб Шепард, профессор машиностроения и аэрокосмической техники Корнельского университета, — ведущий автор исследования. Именно так команде пришла в голову идея использовать ультрафиолетовые лучи для того, чтобы побудить роботов к быстрому передвижению.
Команда считает, что биогибридные роботы смогут использоваться в сельском хозяйстве, например, для выявления химикатов или бактерий на участках. Этот проект – не только управление роботом, но и формирование настоящего взаимодействия с живым организмом. «Это могут способствовать более глубокому пониманию поведения грибов», — заключили исследователи.