给蘑菇一个机器人身体,看它狂野奔跑
BALI @ 2024.09.07 , 07:05 上午科研团队让蘑菇控制机器人,通过其电生理信号驱动机械,实现生物与技术的融合。
没有人知道当广阔的菌丝网络在闪烁和脉动时,沉睡的蘑菇是否会做梦。这种电化学反应与我们大脑细胞的反应相似。但如果有机会,这个脉冲网络会如何行动呢?
来自美国康奈尔大学和意大利佛罗伦萨大学的跨学科研究团队进行了探索。他们将一种可食用的蘑菇——杏鲍菇(学名:Pleurotus eryngii)——置于一个机器人控制装置中,使其能够操控机械设备在平面上移动。
通过一系列实验,研究人员展示了如何利用蘑菇的电生理活动,将环境信号转化为指令,从而驱动机械设备的移动。
“通过将菌丝体生长在机器人的电子系统中,我们能够让这个生物混合机器感知并响应环境变化,”康奈尔大学材料科学家Rob Shepherd解释道。
将生物与机器融合并不是全新概念。进化本身经过数亿年的优化,使得生物体能够感知、思考并行动,因此工程师们自然会借鉴生物学,来制造更加灵敏的机器设备。
令人惊讶的是,真菌界在网络技术中的潜力尚未得到充分挖掘。相比许多生物体,真菌更容易培养,适应性强,能够为工程师提供丰富的活体组件来满足各种感知甚至计算需求。
菌丝体通过土壤寻找资源时,会对周围环境的变化做出反应。一些真菌物种还会发出类似于神经反应的跨膜活动,这为研究人员提供了“偷听”其内部对话的机会。
在实验中,研究人员应用基于杏鲍菇菌丝体电外生理信号的算法,并将输出数据输入微控制单元。他们通过紫外线刺激触发的活动峰值,成功使机械设备产生反应。
通过受控实验,团队使用真菌信号控制了一个具有五肢的软体机器人和一个四轮无绳车辆的移动。
他们不仅能够影响和覆盖真菌的“自然”冲动,还展示了利用这种生物系统感知能力的可能性,以实现特定的目标。
康奈尔大学生物机器人专家Anand Mishra表示:“这个项目不仅仅是控制一个机器人,它还在于与活体系统建立真正的联系。因为一旦你听到信号,你就会理解其中发生了什么。”
尽管“蘑菇机器人”看似笨拙,但它的潜在应用可能是通过简单的机械装置来解读环境信号的复杂变化,进而在土壤中精确投放养分或农药,甚至应对污染物上升或人体变化。
我们才刚刚开始理解蘑菇低语中的深刻智慧。也许有一天,它们还会告诉我们它们的梦境。
本文译自 ScienceAlert,由 BALI 编辑发布。
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