Роботы-грибы управляются светом

11.09.2024

Одна из самых удивительных разработок в области использования природных материалов в робототехнике появилась благодаря усилиям группы исследователей из Корнельского университета. Они создали роботов, управляемых с помощью грибных мицелиальных нитей. Эти живые структуры могут не только реагировать на свет, но и передавать электрические сигналы, что открывает путь к созданию гибридных роботов с уникальными возможностями.

Мицелий представляет собой подземную сеть грибов, обладающую способностью улавливать свет, реагировать на химические раздражители и передавать электрические импульсы. Эти свойства делают его идеальным кандидатом для создания сенсорных систем в роботах, которые могут работать в условиях, недоступных для обычных технологий. По словам исследователей, такие роботы могут в будущем помочь обнаруживать невидимые для человека изменения в окружающей среде, например, в сельском хозяйстве.

Команда ученых разработала два экспериментальных робота. Первый из них - мягкий робот в форме паука, второй - четырехколесное транспортное средство, напоминающее багги. Оба устройства были оснащены мицелиальными нитями, которые реагировали на ультрафиолетовый свет. Это позволило роботам изменять свое поведение и движение в ответ на световые сигналы. Такое использование мицелия делает роботов чувствительными к окружающей среде, что является ключевым преимуществом перед традиционными синтетическими сенсорами.

Руководитель проекта Ананд Мишра отмечает, что живые системы, такие как мицелий, обладают гораздо большей функциональностью, чем обычные искусственные сенсоры: "Синтетические системы часто ограничены одной функцией, тогда как живые организмы могут одновременно реагировать на множество раздражителей, таких как свет, тепло, прикосновения и даже неизвестные сигналы," - объясняет он. Это открывает новые возможности для создания роботов, которые смогут работать в непредсказуемых и сложных условиях.

Для того чтобы роботизированные устройства могли эффективно использовать сигналы от мицелия, ученые разработали специальный электрический интерфейс. Он позволил записывать и обрабатывать электрическую активность мицелия в реальном времени. Контроллер, разработанный командой, имитировал функции нервной системы животных, преобразовывая сигналы от мицелия в команды для роботов. Эта технология позволила роботам автономно изменять свое поведение в зависимости от окружающих условий.

Разработанные роботы прошли серию успешных экспериментов. В трех испытаниях роботы меняли траекторию своего движения в ответ на световые сигналы и электрическую активность мицелия. Более того, исследователи смогли вручную управлять роботами, что является важным шагом на пути к практическому применению этой технологии.

Одной из наиболее перспективных областей применения роботов-грибов является сельское хозяйство. Исследователи планируют в будущем использовать мицелий для анализа химического состава почвы. Это позволит роботам определять, когда необходимо вносить удобрения, что поможет снизить использование химикатов и уменьшить загрязнение окружающей среды, например водоемов.

Проект роботов, основанных на грибных мицелиальных нитях, открывает новые горизонты для использования биологических материалов в робототехнике. Гибкость и многозадачность мицелия могут сделать таких роботов незаменимыми в областях, требующих чувствительных сенсорных систем, способных адаптироваться к сложным и изменяющимся условиям.

<< Назад: Оптимальное время для отхода ко сну 11.09.2024

>> Вперед: Употребление яиц помогает стать умнее 10.09.2024

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Открыты нейронные механизмы кашля и чихания 02.10.2024

Хронический кашель представляет собой сложное и трудноизлечимое состояние, которое требует эффективных терапевтических подходов. На сегодняшний день наибольшую популярность имеют опиаты, такие как кодеин, но их побочные эффекты, включая риск привыкания, ограничивают возможность их использования. В таких случаях, особенно при тяжелых аллергических реакциях или вирусных инфекциях, кашель может достигать такой силы, что пациенты теряют сознание. Это подчеркивает необходимость поиска более безопасных и эффективных методов лечения. Недавнее исследование группы ученых из Сент-Луиса внесло ясность в нейронные механизмы, ответственные за кашель и чихание. Исследование показало, что существуют специфические группы нервных клеток, отвечающие за эти рефлексы. Нейроны, регулирующие чихание, располагаются в носовых ходах, в то время как нейроны, ответственные за кашель, находятся в трахее. Каждая из этих групп нейронов имеет свою механику активации и отправляет сигналы в ствол мозга, где инициир ...>>

Живопись точной физики 02.10.2024

Известная картина Винсента Ван Гога "Звездная ночь" продолжает вдохновлять ученых и искусствоведов благодаря своим уникальным особенностям. Новый детальный анализ этого произведения искусства показал, что в нем можно увидеть поразительное сходство с "скрытой турбулентностью" в атмосфере Земли. Это открытие подчеркивает глубину понимания природных процессов, которое обладал культовый художник. Недавние исследования подтверждают, что "Звездная ночь" гораздо более интересна, чем кажется на первый взгляд. Турбулентное небо на картине, полное закрученных вихрей и ярких звезд, демонстрирует удивительные аналогии с невидимыми процессами динамики жидкостей, происходящими в реальной атмосфере. Ученые, проанализировав мазки и цветовые переходы на картине, обнаружили поразительное соответствие между художественными элементами и физическими явлениями. Соавтор исследования Юнсян Хуан, специалист в области гидродинамики и океанографии из Университета Сямэня в Китае, отметил: "Картина раскрывае ...>>

Зубная нить способна предотвратить проблемы с сердцем 01.10.2024

Здоровье полости рта играет важную роль не только в общем состоянии организма, но и в профилактике серьезных заболеваний. Последние исследования подтверждают связь между состоянием десен и сердечно-сосудистыми заболеваниями. В частности, пародонтит, распространенная инфекция десен, может оказаться более опасным, чем мы думали ранее. Исследование, проведенное учеными из Университета Хиросимы, обнаружило интересную связь между пародонтитом и фибрилляцией предсердий, что подчеркивает необходимость тщательной гигиены полости рта. Пародонтит - это воспалительное заболевание десен, которое может привести к их разрушению и даже потере зубов. Он характеризуется длительным воспалением, что, как показали исследования, может способствовать развитию других заболеваний, включая сердечно-сосудистые. Фибрилляция предсердий, или нерегулярное сердцебиение, является одним из таких состояний, и исследование показало, что воспалительные процессы, связанные с пародонтитом, могут играть в этом значительн ...>>

Супервитаминный салат для борьбы с дефицитом витамина А 01.10.2024

Салат часто называют "хрустящей водой" за его низкое содержание калорий и воды. Однако в последнее время ученые смогли значительно улучшить его пищевую ценность, добавив в этот популярный листовой овощ важный для здоровья бета-каротин - пигмент, превращающийся в организме человека в витамин А. Этот "супер-салат" может стать решением глобальной проблемы дефицита витамина А, которая ежегодно ставит под угрозу здоровье миллионов людей. Витамин А играет ключевую роль в поддержании зрения, иммунной системы и здоровья кожи. Дефицит этого витамина особенно распространен в развивающихся странах, где он вызывает серьезные проблемы со здоровьем, такие как потеря слуха, слепота и даже смертельные исходы. По данным Всемирной организации здравоохранения, около 140 миллионов детей страдают от недостатка витамина А. В связи с этим ученые из Университета Политехника Валенсии в Испании решили найти способ повысить содержание бета-каротина в обычном салате (Lactuca sativa), чтобы сделать его более по ...>>

Стресс может влиять на пол ребенка 30.09.2024

Ранее считалось, что пол ребенка определяется исключительно генетическими факторами, заложенными в ДНК родителей. Однако недавнее исследование международной группы ученых показало, что сильный стресс, который испытывает будущая мать, может оказывать влияние на пол ребенка. Это открытие меняет представление о том, как внешние факторы могут влиять на внутриутробное развитие. Исследователи проанализировали данные 187 здоровых беременных женщин в возрасте от 18 до 45 лет. Они изучили 27 показателей, отражающих психосоциальное и физическое состояние матерей, а также их повседневную активность. Информация собиралась с помощью анкет, дневников и ежедневных замеров состояния здоровья. Ключевыми факторами для анализа стали показатели стресса - как субъективные ощущения матерей, так и объективные данные о физическом состоянии. Результаты исследования показали, что около 17% женщин находились в состоянии психологического стресса, проявляющегося в виде депрессии, тревоги и нервного напряжени ...>>

Случайная новость из Архива Ученые любят заголовки покороче 05.09.2015 Признаком успеха научной работы считается высокая цитируемость: чем больше других исследователей сослалось на статью, тем интереснее, перспективнее ее результаты. Но в публикации важно не только содержание, но и форма: очень скверно написанный текст вряд ли кто-то прочтет - просто не сможет, даже если там будет описано открытие невероятной важности. Какие же формальные, стилистические параметры влияют на популярность исследования? Например, длина заголовка. Эдриен Летчфорд (Adrian Letchford) и его коллеги из Уорикского университета сопоставили цитируемость 140 000 статей, опубликованных с 2007 по 2013 гг., с длиной их заголовков. Это не первая работа такого рода, однако до сих результаты здесь получались несколько противоречивыми. Отчасти противоречия могли возникать оттого, что разные научные журналы используют разные стандарты. Например, Science требует от авторов, чтобы заглавие статьи не превышало 90 символов, в то время как журналы группы PLoS (Public Library of Science) разрешают до 250 символов - однако по уровню цитируемости статьи в Science в среднем сильно обгоняют статьи в PLoS. То есть чтобы изучить связь между популярностью работы и ее названием, нужно сравнивать публикации, вышедшие в одном и том же журнале или издательской группе. На сей раз исследователи именно так и сделали, получив в некотором смысле предсказуемый результат: цитируемость была выше у работ с короткими названиями. Правда, не обошлось без исключений: у статей из журналов The Lancet и The Lancet Oncology не удалось найти взаимосвязи между длиной заглавия и популярностью, а в Journal of High Energy Physics публикации с коротким заголовком, как правило, набирали мало ссылок на самих себя. (Кстати, в The Lancet нашли две статьи, вошедшие в первую пятерку самых коротких названий: одна из них именовалась просто "Myopia", то есть "Близорукость", а вторая - "Measles", то есть "Корь".) Полностью о результатах исследования можно прочесть в Royal Society Open Science. Сотрудники некоторых изданий - Карл Цимелис (Karl Ziemelis), научный редактор отдела физики в Nature, и Меган Бирн (Meghan Byrne), старший редактор в PLoS One - говорят, что все так и есть: короткий заголовок привлекает больше внимания, так что возрастает вероятность, что статью под ним прочтут до конца. В пользу новой работы говорит огромная статистика из 140 тысяч проанализированных публикаций, однако, разумеется, никто не говорит, что короткий заголовок - единственный ключ к успеху. Это, скорее, лишь один из факторов, тем более что здесь не учитывали, например, научный профиль статьи и имя руководителя лаборатории. Вполне может быть, что физики и медики по-разному относятся к длине заголовков, а статья, опубликованная сотрудниками нобелевского лауреата, по определению привлечет к себе повышенное внимание. Впрочем, отмахиваться от полученных результатов не стоит. Ученые ведь любят немногословие отнюдь не по лености ума, просто они, как никто другой, понимают справедливость известного шекспировского выражения "...краткость есть душа ума...", которому сродни не менее знаменитое чеховское "краткость - сестра таланта".

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2024