美國康奈爾大學(xué)研究人員成功開發(fā)出一種由真菌和計算機(jī)組成的“生物混合機(jī)器人”。這種機(jī)器人能夠?qū)⒄婢碾娦盘栟D(zhuǎn)化為數(shù)字指令，為構(gòu)建更加可持續(xù)的機(jī)器人開辟了新途徑。相關(guān)論文發(fā)表在最新一期《科學(xué)機(jī)器人》雜志上。
“生物混合機(jī)器人”是一個新興的研究領(lǐng)域，它涉及將植物、動物和真菌細(xì)胞與合成材料相結(jié)合來制造機(jī)器人。然而，使用動物細(xì)胞的成本高昂及其帶來的倫理問題，以及植物細(xì)胞對于外部刺激反應(yīng)緩慢的特性，一直是該領(lǐng)域面臨的挑戰(zhàn)。最新研究顯示，真菌可能是解決這些難題的關(guān)鍵。
此次，研究人員首先從杏鮑菇中培育出菌絲體，并引導(dǎo)其在布滿電極的3D打印支架上生長。相互連接的菌絲體會對環(huán)境變化產(chǎn)生電脈沖，類似于大腦中神經(jīng)元交流時所產(chǎn)生的信號。由于菌絲體網(wǎng)絡(luò)與電極相連，因此其電脈沖能與計算機(jī)接口進(jìn)行通信。接著，計算機(jī)將這些電脈沖轉(zhuǎn)換為數(shù)字指令，并傳送到機(jī)器人的閥門和電機(jī)等部位，指示它們執(zhí)行前進(jìn)等操作。
真菌-計算機(jī)接口實現(xiàn)了菌絲體與機(jī)器人之間的有效通信。當(dāng)研究人員對菌絲體進(jìn)行光照時，它們會產(chǎn)生電脈沖以驅(qū)動機(jī)器人移動。研究人員發(fā)現(xiàn)，由于真菌不喜光，因此當(dāng)向接口照射更多紫外線時，真菌產(chǎn)生的電信號響應(yīng)更強烈，從而使機(jī)器人移動得更快。
真菌對環(huán)境極為敏感，與傳統(tǒng)的合成機(jī)器人相比，新的真菌“生物混合機(jī)器人”在檢測農(nóng)田中的化學(xué)污染物、毒藥或病原體方面表現(xiàn)更出色。真菌能在極咸的水或嚴(yán)寒環(huán)境中生存，這使得這類機(jī)器人在極端環(huán)境中比動物或植物“生物混合機(jī)器人”更具優(yōu)勢。真菌“生物混合機(jī)器人”還可在危險環(huán)境中協(xié)助檢測輻射。另外，這些機(jī)器人完成任務(wù)后，需要的清理工作較少，遺留的有害物質(zhì)也較少。
