Малък робот на колелца с меко тяло огъва петте си крака, докато се учи как да проектира траекторията на движение по пода.

Това, което го прави различен от всички останали, задвижвани с конвенционално електричество чрез щепсел или батерия, е, че се управляват от живо същество: гъба.

Технологията става факт чрез вграждане на мицела на гъбата или кореноподобни нишки в хардуера на робота и е дело на екип от учени, ръководен от изследователи от Университета Корнел, разказва CNN.

Така учените са конструирали два вида роботи, които усещат и реагират на околната среда, като използват електрическите сигнали, подавани от гъбата, и нейната чувствителност към светлината.

Роботите са най-новото постижение в областта, известна като биохибридна роботика, която комбинира биологични, живи материали като растителни и животински клетки или насекоми, със синтетични компоненти, с цел да създадат частично живи и частично конструирани същества.

Биохибридните роботи все още не са излезли извън лабораторията, но изследователите се надяват, че един ден медузи-роботи ще могат да изследват океаните, задвижвани от сперматозоиди роботи ще могат да лекуват безплодие, а хлебарки-киборги ще могат да издирват оцелели хора след земетресение.

„Механизмите, включително изчисляването, разбирането и действието като отговор, се извършват в биологичния и в изкуствения свят, който хората са създали, и биологията в повечето случаи е по-добра в това“, обяснява Робърт Шепърд, старши автор на проучване, в което подробно са описани този вид роботи, публикувано на 28 август в списание Science Robotics.

Китай се стреми към короната в индустрията за хуманоидни роботи

„Биохибридизацията е опит да се намерят компоненти в биологичния свят, които можем да използваме, разберем и контролираме, за да помогнем на нашите изкуствени системи да работят по-добре“, добавя Шепърд, професор по механично и космическо инженерство в университета Корнел, ръководител на Лабораторията за органична роботика.

Симбиоза между гъба и машина

Екипът започва с отглеждането на гъби Pleurotus eryngii в лабораторията, като използва обикновен комплект, поръчан онлайн.

Изследователите избират този вид гъби, защото растат лесно и бързо. Те култивират нишковидните структури на мицела, образуващи мрежи, които според проучването могат да усещат, комуникират и да пренасят хранителни вещества – функционирайки подобно на невроните в мозъка. Мицелът произвежда малки електрически сигнали и може да бъде свързан с електроди.

Андрю Адамацки, професор по неконвенционални изчисления в Университета на Западна Англия в Бристол, обяснява, че не е ясно как точно гъбите произвеждат тези сигнали. „Никой не знае със сигурност. По същество всички живи клетки произвеждат подобни на потенциал на действие сигнали и гъбите не правят изключение.“

Тапети от водорасли, мебели от гъби: Ikea за живота през 2030 г.

Изследователският екип намира за предизвикателство да конструира система, която може да открива и използва малките електрически сигнали от мицелите, за да командва робота.

„Трябва да сте сигурни, че електродът е на правилното място, защото мицелите са много тънки. В тях няма много биомаса“, казва водещият автор Ананд Мишра, постдокторант в лабораторията по органична роботика на Корнел. „След това ги култивирате и когато мицелите започнат да растат, те се увиват около електрода.“

Мишра конструира електрически интерфейс, който точно разчита суровата електрическа активност на мицелите, след което я обработва и преобразува в дигитална информация, която активира задвижващите механизми или движещите се части на робота.

AI ускорява разработването на хуманоидни роботи. За кои сектори е най-полезно това?

Роботите са в състояние да ходят и да се търкалят в отговор на електрическите шипове, генерирани от мицела, а когато Мишра и колегите му ги стимулират с ултравиолетова светлина, променят походката и траекторията си, което показва, че са в състояние да реагират на околната среда.

„Гъбите наистина не обичат светлината“, казва Шепърд. „Въз основа на разликата в интензитета й можете да получите различни функции на робота. Той ще се движи по-бързо или ще се отдалечава от светлината.“, допълва той.

Вълнуващ проект

Вълнуващо е да видим повече работа в областта на биохибридната роботика, която излиза извън рамките на човешките тъкани, на животните и насекомите, казва Виктория Уебстър-Ууд, доцент в Групата за биохибридна и органична роботика на университета Карнеги Мелън в Питсбърг.

„Гъбите могат да имат предимства пред други биохибридни подходи по отношение на условията, необходими за поддържането им живи“, казва Уебстър-Ууд, която не е участвала в изследването. „Ако те са по-устойчиви на условията на околната среда, това може да ги направи отличен кандидат за биохибридни роботи с приложение в селското стопанство и морския мониторинг или изследвания.“

Да владееш пясъка: Как се отглежда изкуствен остров на Малдивите

Гъбите могат да се култивират в големи количества и да виреят в много различни среди.

Изследователите управляват подвижния робот без кабел, който да го свързва с електрическата мрежа, постижение, което Уебстър-Ууд нарича особено забележително.

„Истински биохибридните роботи без свързване са предизвикателство в тази област и да видим, че постигат това със системата на мицела, е доста вълнуващо.“

С робот на лов за бомби. Как Германия чисти морето от боеприпаси от Втората световна война

Биохибридна роботика в реалния свят

Технологията, управлявана от гъби, може да намери приложение в селското стопанство.

„В този случай използвахме светлина като вход, но в бъдеще тя ще бъде химическа. Потенциалът на бъдещите роботи би могъл да бъде да усещат химичния състав на почвата в редовите култури и да решават кога да добавят повече тор, например, може би смекчавайки последващите ефекти на селското стопанство“, казва Шепърд пред Cornell Chronicle.

Гъбичните компютри имат огромен потенциал. Според проф. Адамацки, лабораторията му е произвела повече от 30 сензорни и компютърни устройства, използващи живи гъби, включително отглеждане на самовъзстановяваща се кожа за роботи, която реагира на светлина и докосване.

Робот-червей инспектира и ремонтира ракетни двигатели

„Когато е осигурено подходящо задвижване (предавателна система), роботът може например да следи състоянието на екологичните системи. Контролерът на гъбичките ще реагира на промени, като замърсяване на въздуха, и ще насочва робота по съответния начин“, казва Адамацки.

„Появата на още едно гъбично устройство - роботизиран контролер, демонстрира забележителния потенциал на гъбите.“

Рафаел Местре, преподавател в Колежа по електроника и компютърни науки към Университета в Саутхемптън, Обединеното кралство, който работи върху социалните, етичните и политически последици от нововъзникващите технологии, заяви, че ако биохибридните роботи станат по-сложни и бъдат разположени в океана или друга екосистема, това може да наруши хабитата, поставяйки под въпрос традиционното разграничение между живот и машина.

„Вкарвате тези неща в трофичната верига на екосистемата на място, където не би трябвало да бъдат“, казва Местре, който не е участвал в новото изследване. „Ако се пуснат в големи количества, това може да доведе до смущения. Не виждам това конкретно изследване да има силни етични проблеми, но ако то продължи да се развива, мисля, че е важно да се помисли какво ще се случи, когато пуснем роботите на свобода.“, допълва ученият.