近日，美國康奈爾大學研究人員成功開發出一種由真菌和計算機組成的“生物混合機器人”，這種機器人可將真菌的電信號轉化為數字指令。
杏鮑菇易于種植和維護，研究人員首先從杏鮑菇中培育菌絲體，就是將蘑菇的地下部分菌絲連接起來，使它們之間形成能夠進行通訊的絲狀網絡，并引導其菌絲生長在充滿電極的3D打印支架上。相互連接的菌絲會響應環境變化發出電脈沖，就像大腦中的神經元為了相互交流而發出的脈沖一樣。
真菌“生物混合機器人” 圖源：美國康奈爾大學
菌絲體網絡連接到電極，其電脈沖可以與計算機接口通信。然后，計算機將這些電脈沖轉換成數字命令，這些命令被發送到機器人的閥門和馬達，告訴它們執行何種命令，比如向前移動，向后移動。
計算機將電脈沖轉換為命令的靈感來自動物神經元的工作方式，就是將我們大腦的電脈沖轉換為運動功能，例如移動四肢。當這種方式運用到真菌—計算機接口中時，便可使菌絲體和機器人之間進行通信。當研究人員將外界光照射到菌絲體上時，菌絲體就會發出電脈沖并做出反應，從而使機器人移動。
“蘑菇不喜歡光，它們生長在黑暗的地方！”康奈爾大學工程師、這項研究的作者之一羅伯特·謝潑德說，“因為它們確實不喜歡光，所以提供了強烈的信號。”通過在真菌—計算機接口上照射更多的紫外線，真菌響應的電信號變得更強，使機器人移動得更快。
據悉，“生物混合機器人”是一個新興的研究領域，它涉及將植物、動物和真菌細胞與合成材料相結合來制造機器人。然而，使用動物細胞的高昂成本及其帶來的倫理問題，以及植物細胞對于外部刺激反應緩慢的特性，一直是該領域面臨的挑戰，而真菌可能是解決這些難題的關鍵。
康奈爾大學工程師、這項研究的另一位作者阿南德·米什拉表示，真菌可以應對極端條件。真菌細胞可在非常咸的水或極寒中生存，這可能使真菌生物混合機器人在極端環境中的表現優于動物或植物生物混合機器人。
在環境監測領域，這款真菌“生物混合機器人”更是展現出了非凡的潛力。其極高的環境敏感度使它在檢測農田中的化學污染物、毒藥或病原體時，較傳統合成機器人具有無可比擬的優勢。此外，真菌頑強的生命力，比如能在極端咸水或嚴寒環境中生存，更賦予了這些機器人在極端環境下作業的獨特能力，無論是探測輻射還是深入危險區域，都能游刃有余。（來源：封面新聞）
APP下載
