Τα απαίσια μανιτάρια που ελέγχουν τον εγκέφαλο είναι βασικό στοιχείο στις εκπομπές επιστημονικής φαντασίας και στη λογοτεχνία. Ενώ οι άνθρωποι με πλύση εγκεφάλου που κάνουν την εντολή των μυκήτων παραμένει φαντασία, οι ερευνητές έχουν μάθει τώρα πώς να ελέγχουν την κίνηση ενός ρομπότ χρησιμοποιώντας ηλεκτρικά σήματα που παράγονται από το μυκήλιο του κοινού μανιταριού στρειδιού βασιλιά. Αυτό το ανταλλακτικό μηχάνημα, το ρομπότ μερικών μυκήτων θα μπορούσε μια μέρα να χρησιμεύσει ως δομικό στοιχείο για πιο προηγμένες «βιοϋβριδικές» χίμαιρες που μπορούν να αναλύσουν εξ αποστάσεως γεωργικά χωράφια για πιθανές επιβλαβείς αλλαγές στη χημεία του εδάφους.
Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Cornell και το Πανεπιστήμιο της Φλωρεντίας στην Ιταλία ήθελαν να δουν εάν τα ηλεκτρικά σήματα που πάλλονταν μέσα από το μυκήλιο των μυκήτων θα μπορούσαν να μεταφραστούν σε μια ελεγκτική είσοδο για τα ρομπότ. Τα ευρήματα ήταν δημοσιεύτηκε τον περασμένο μήνα στο περιοδικό Επιστήμη Ρομποτικής. Κατάφεραν τελικά να δημιουργήσουν ένα σύστημα ικανό να αναλύει και να επεξεργάζεται φυσικά ηλεκτρικά σήματα που στέλνονται σε όλο το μυκήλιο. Αυτά τα σημεία δεδομένων στη συνέχεια μεταφράστηκαν σε ένα «σήμα ψηφιακού ελέγχου» το οποίο, όταν μεταδόθηκε σε ένα ζευγάρι ρομπότ, τα έκανε να κινηθούν. Το παρακάτω βίντεο δείχνει ένα από αυτά τα ρομπότ, μια μαλακή μηχανή που μοιάζει με αστερία, να συστέλλεται μπρος-πίσω ως αποτέλεσμα των ερευνητών να αναβοσβήνουν τους συνδεδεμένους μύκητες με υπεριώδη ακτινοβολία. Πολλοί μύκητες μην αγαπάτε την έκθεση στο φως.
“Αυτή η εργασία είναι η πρώτη από τις πολλές που θα χρησιμοποιήσει το βασίλειο των μυκήτων για να παρέχει περιβαλλοντικά σήματα αίσθησης και εντολής στα ρομπότ για να βελτιώσουν τα επίπεδα αυτονομίας τους”, δήλωσε ο καθηγητής μηχανολογίας και αεροδιαστημικής μηχανικής του Πανεπιστημίου Cornell, Rob Shepherd. «Με την ανάπτυξη του μυκηλίου στα ηλεκτρονικά ενός ρομπότ, μπορέσαμε να επιτρέψουμε στη βιοϋβριδική μηχανή να αισθάνεται και να ανταποκρίνεται στο περιβάλλον».
Οι έρευνες χρησιμοποίησαν το υπόγειο των μυκήτων
Το μυκήλιο είναι το σπειροειδές δίκτυο υπόγειων στελεχών που συνδέουν τους μύκητες μεταξύ τους. Οι μύκητες ανταποκρίνονται φυσικά σε αλλαγές στο φυσικό τους περιβάλλον, είτε αυτές είναι παραλλαγές στη χημεία του εδάφους είτε αυξημένη έκθεση στο φως, στέλνοντας ηλεκτροφυσιολογικά σήματα μέσω του μυκηλίου. Αυτά τα ηλεκτρικά σήματα παράγουν μοτίβα δραστηριότητας ορισμένοι ερευνητές λένε ότι μοιάζει με νευρώνεςπου έχουν λειτουργήσει ευρέως ως έμπνευση για προόδους στη σύγχρονη μηχανή μάθηση και ρομποτική.
Αν και τα βιοϋβρίδια έχουν εξερευνηθεί στο παρελθόν χρησιμοποιώντας καλλιεργημένα ζωικά και φυτικά κύτταρα, οι ερευνητές εδώ επέλεξαν να μηδενίσουν τους μύκητες λόγω της μοναδικής αντοχής τους. Οι μύκητες είναι γνωστό ότι επιβιώνουν σε ακραίες χαμηλές θερμοκρασίες και μπορεί αντέχουν τα επίπεδα ακτινοβολίας που θα σκότωνε πολλά φυτά ή ζώα. Αυτή η περιβαλλοντική ανθεκτικότητα θα μπορούσε να αποδειχθεί χρήσιμη σε μελλοντικές προσπάθειες για την ανάπτυξη βιοϋβριδικών ρομπότ σε σκληρά, αδυσώπητα περιβάλλοντα ή ακόμα και στο διάστημα. Ειδικά η παραλλαγή του στρειδιού King επιλέχθηκε για αυτήν τη μελέτη επειδή είναι σχετικά εύκολο να αναπτυχθεί και να διατηρηθεί, σημειώνει η εφημερίδα.
Για να πραγματοποιήσουν τις δοκιμές τους, αυτοί οι ερευνητές άρχισαν να καλλιεργούν μανιτάρια στρειδιών βασιλιά σε ένα εργαστήριο από ένα κιτ που αγοράστηκε στο διαδίκτυο. Τα κύτταρα του μύκητα αναπτύχθηκαν σε ένα τρυβλίο Petri για δύο έως τέσσερις εβδομάδες και στη συνέχεια ενσωματώθηκαν σε μια τρισδιάστατη σκαλωσιά ρομπότ. Μια ηλεκτρική διεπαφή που δημιουργήθηκε από τους ερευνητές διάβασε και επεξεργάστηκε με ακρίβεια την ηλεκτρική δραστηριότητα του μυκηλίου καθώς ανταποκρινόταν στο περιβάλλον γύρω του.
Οι μύκητες, που προτιμούν να αναπτύσσονται σε σκοτεινές περιοχές, είναι ιδιαίτερα ευαίσθητοι στην έκθεση στο φως. Όταν οι ερευνητές έριξαν μια υπεριώδη ακτινοβολία στον μύκητα, πυροδότησε μια ηλεκτρική ώθηση που έστειλε γρήγορα ένα σήμα στους κινητήρες και τους ενεργοποιητές σε δύο ειδικά κατασκευασμένα ρομπότ. Εκτός από το ρομπότ που μοιάζει με αστερία παραπάνω, οι ερευνητές κατασκεύασαν επίσης μια δεύτερη έκδοση με τροχούς που στη συνέχεια κινούνταν πιο γρήγορα όταν ο μύκητας ανταποκρίθηκε στην έκθεση στο φως.
Τα βιοϋβρίδια των μυκήτων θα μπορούσαν μια μέρα να παρακολουθούν εξ αποστάσεως την υγεία του εδάφους
Οι ερευνητές πιστεύουν ότι τα ευρήματά τους θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην παραγωγή μελλοντικών ρομπότ που θα είναι καλύτερα ικανά να ανταποκρίνονται αυτόματα σε απροσδόκητες αλλαγές στο περιβάλλον. Θεωρητικά, τα βιοϋβριδικά ρομπότ από μύκητες θα μπορούσαν να απελευθερωθούν στη γη για να παρακολουθούν αυτόματα τις αλλαγές στη χημεία του εδάφους. Στο σενάριο, ο μύκητας θα ανταποκρινόταν φυσικά σε οποιαδήποτε μόλυνση ή πιθανή ασθένεια που επηρεάζει το έδαφος στέλνοντας ένα ηλεκτρικό σήμα. Αυτό το σήμα θα αναγνωριστεί στη συνέχεια από το ρομπότ που θα μπορούσε να παρέμβει.
«Η δυνατότητα για τα μελλοντικά ρομπότ θα μπορούσε να είναι να αισθάνονται τη χημεία του εδάφους σε καλλιέργειες σειρών και να αποφασίζουν πότε θα προσθέσουν περισσότερο λίπασμα, για παράδειγμα, ίσως μετριάζοντας τις κατάντη επιπτώσεις της γεωργίας όπως οι επιβλαβείς ανθίσεις φυκιών», πρόσθεσε ο Shepherd.
Οι σχεδιαστές ρομπότ συχνά εμπνέονταν από τον φυσικό κόσμο όταν δημιουργούσαν βιοϋβρίδια. Οι μηχανικοί έχουν χρησιμοποιήσει κύτταρα από γυμνοσάλιαγκες της θάλασσας, μέδουσακαι αρουραίους για να δημιουργήσουν μια πληθώρα μηχανών ταυτόχρονα συναρπαστικών και δυστοπικής εμφάνισης ικανών να σέρνονται, να κολυμπούν και να περπατούν. Τελικά, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι αυτό το κέρας των μιγμάτων ζώων-μηχανών θα μπορούσε να αναπτυχθεί σε σμήνη για την εξ αποστάσεως παρακολούθηση κοραλλιογενών υφάλων, δασών ή άλλων οικοσυστημάτων. Μόλις ολοκληρωθεί η εργασία τους, τα οργανικά στοιχεία του ρομπότ θα μπορούσαν, θεωρητικά, απλώς να αφεθούν να βιοαποικοδομηθούν.
VIA: popsci.com
