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.