Ніхто не знає, що сняться сплячим грибам, коли їхні широкі міцеліальні мережі пульсують електрохімічними імпульсами, схожими на ті, що виникають у наших нейронах. Але що могли б зробити ці сигнали, якби їм надали свободу дій?
Міждисциплінарна команда дослідників з Корнельського університету (США) та Флорентійського університету (Італія) вирішила це з’ясувати. Вони використали культуру їстівного гриба Pleurotus eryngii (королівський глива) для керування роботами, які здатні рухатися поверхнею.
Під час експериментів вони встановили, що електрофізіологічна активність міцелію може перетворювати сигнали з навколишнього середовища у команди, які керують механічними пристроями.
“Вирощуючи міцелій як частину електронної системи робота, ми дозволили біогібридній машині відчувати та реагувати на навколишнє середовище”, — пояснив Роб Шепард, матеріалознавець із Корнельського університету.
Інтеграція природи та технологій
Використання живих систем у робототехніці — не нова ідея. Еволюція витратила мільйони років, щоб створити організми, здатні до високої сенсорності й адаптивності. Гриби, завдяки своїй простоті вирощування та стійкості до суворих умов, можуть стати ідеальними компонентами для інженерних рішень.
Міцеліальні мережі, приховані від нашого погляду, активно реагують на зміни у навколишньому середовищі. Деякі види грибів створюють електричні сигнали, схожі на нейронні, що відкриває можливість їхнього використання як “живих” сенсорів.
Дослідники застосували алгоритми, що базуються на електрофізіологічній активності міцелію Pleurotus eryngii. Вони ввели ці дані у мікроконтролер, який перетворював сигнали, викликані стимуляцією, наприклад ультрафіолетовим світлом, у команди для управління роботами.
Новий погляд на робототехніку
Команда створила два пристрої: робот із п’ятьма гнучкими кінцівками та чотириколісний транспортний засіб. Сигнали міцелію дозволяли контролювати їхній рух. При цьому, дослідники могли “переважити” природні імпульси грибів, надаючи системі зовнішні команди.
“Це більше, ніж просто керування роботом”, — зазначив біоробототехнік Ананд Мішра. — “Це створення справжнього зв’язку з живою системою. Ми можемо чути її сигнали й розуміти, що відбувається, наприклад, який стрес зазнає гриб”.
Перспективи для майбутнього
Ця технологія може бути корисною для створення систем, які автоматично реагують на зміни у ґрунті, розподіляють поживні речовини або пестициди. Також вони можуть бути адаптовані для моніторингу навколишнього середовища, забруднення або навіть змін у людському тілі.
Ми лише починаємо розуміти глибоку мудрість грибів. Можливо, одного дня вони навіть розкажуть нам, про що мріють.
Це дослідження було опубліковане в журналі Science Robotics.
