Ερευνητές από τα Πανεπιστήμια του Κορνέλ (ΗΠΑ) και της Φλωρεντίας (Ιταλία) δημιούργησαν έναν νέο τύπο ρομπότ το οποίο ελέγχεται από… μανιτάρια. Η ομάδα κατασκεύασε δύο βιοϋβριδικά ρομπότ που αισθάνονται και ανταποκρίνονται στο περιβάλλον τους, αξιοποιώντας ηλεκτρικά σήματα από έναν βρώσιμο τύπο μανιταριού που ονομάζεται Pleurotus eryngii και την ευαισθησία του στο φως. Σύμφωνα με τη διεπιστημονική ομάδα, το ρομπότ αυτό θα μπορούσε να σηματοδοτήσει μια νέα εποχή της βιοϋβριδικής ρομποτικής, η οποία συνδυάζει τη μηχανολογία και τη βιολογία.
«Τα ζωντανά συστήματα ανταποκρίνονται στο άγγιγμα, στο φως, στη θερμότητα, ακόμη και σε ορισμένα άγνωστα σήματα», εξήγησε ο Ανάντ Μίσρα, ερευνητής στο Εργαστήριο Οργανικής Ρομποτικής στο Κορνέλ.
«Γι’ αυτό σκεφτήκαμε πώς θα ήταν τα μελλοντικά ρομπότ που θα μπορούσαν να λειτουργήσουν σε ένα απροσδόκητο περιβάλλον» πρόσθεσε.
Η ομάδα επέλεξε να καλλιεργήσει στο εργαστήριο τη συγκεκριμένη ποικιλία μανιταριών επειδή αναπτύσσεται εύκολα και γρήγορα. Καλλιέργησε το μυκήλιο, το φυτικό μέρος των μανιταριών που αποτελείται από μια διακλαδωτή μάζα με νηματώδη υφή, και το οποίο μπορεί να σχηματίσει δίκτυα τα οποία, σύμφωνα με τη μελέτη, αισθάνονται, επικοινωνούν και μεταφέρουν θρεπτικά συστατικά. Το μυκήλιο παράγει μικρά ηλεκτρικά σήματα και μπορεί να συνδεθεί με ηλεκτρόδια.
Οι ερευνητές δυσκολεύτηκαν να κατασκευάσουν ένα σύστημα που θα μπορούσε να ανιχνεύσει και να χρησιμοποιήσει τα μικρά ηλεκτρικά σήματα από τα μυκήλια για να δώσει εντολές στο ρομπότ.
«Πρέπει να βεβαιωθείτε ότι το ηλεκτρόδιο ακουμπάει στη σωστή θέση γιατί τα μυκήλια είναι πολύ λεπτά. Δεν υπάρχει πολλή βιομάζα εκεί. Στη συνέχεια, τα καλλιεργείτε και όταν τα μυκήλια αρχίζουν να αναπτύσσονται, τυλίγονται γύρω από το ηλεκτρόδιο» δήλωσε ο Μίσρα.
Ο Μίσρα κατασκεύασε μια ηλεκτρική διεπαφή που διαβάζει με ακρίβεια την ακατέργαστη ηλεκτρική δραστηριότητα των μυκηλίων και στη συνέχεια την επεξεργάζεται και τη μετατρέπει σε ψηφιακές πληροφορίες που μπορούν να ενεργοποιήσουν τα κινούμενα μέρη του ρομπότ. Όταν οι ερευνητές χρησιμοποίησαν υπεριώδες φως, τα ρομπότ άλλαξαν το βάδισμα τους, αποδεικνύοντας ότι μπορούν να ανταποκριθούν στο περιβάλλον τους.
«Τα μανιτάρια δεν αγαπούν το φως», είπε ο επικεφαλής της μελέτης Ρόμπερτ Σέπερντ. «Το ρομπότ λειτουργεί διαφορετικά ανάλογα με την ένταση του φωτός. Μπορεί να κινηθεί πιο γρήγορα ή να απομακρυνθεί από το φως» πρόσθεσε.
Μια σειρά από σχολαστικά σχεδιασμένα πειράματα ρίχνουν φως στον τρόπο με τον οποίο οι ερευνητές μπόρεσαν να αξιοποιήσουν την ηλεκτροφυσιολογική δραστηριότητα των μανιταριών για να μετατρέψουν τα περιβαλλοντικά στοιχεία σε οδηγίες. Οι μύκητες είναι εξαιρετικά ανθεκτικοί, μπορούν εύκολα να καλλιεργηθούν και να επιβιώσουν σε περιβάλλοντα που πολλοί άλλοι οργανισμοί δεν τα καταφέρνουν. Αυτά τα χαρακτηριστικά καταστούν τα μανιτάρια ιδανικά για τους επιστήμονες που αναζητούν ανθεκτικούς ζωντανούς οργανισμούς για ένα ευρύ φάσμα αναγκών.
«Τα μελλοντικά ρομπότ που θα μπορούν να «αισθανθούν» τη χημεία του εδάφους στις καλλιέργειες και να αποφασίζουν πότε θα προσθέσουν περισσότερο λίπασμα, θα μπορούσαν να μετριάσουν προβλήματα στη γεωργία, όπως οι επιβλαβείς ανθίσεις φυκιών».
Καθώς οι επιστήμονες εξετάζουν τις πιθανές εφαρμογές συστημάτων που βασίζονται σε μύκητες, γίνεται σαφές ότι τέτοιες καινοτομίες θα μπορούσαν να υπερβούν τον συμβατικό σχεδιασμό ρομπότ, οδηγώντας σε δημιουργίες που δεν είναι απλώς μηχανές αλλά μάλλον ζωντανές οντότητες. Αυτά τα βιοϋβρίδια θα μπορούσαν να διαθέτουν προσαρμοστικές συμπεριφορές, να ανταποκρίνονται σε περιβαλλοντικά ερεθίσματα και να λειτουργούν πιο αποτελεσματικά σε απρόβλεπτες συνθήκες.
Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο περιοδικό «Science Robotics».
