真菌控制的机器人利用了大自然的独特力量

【字体: 时间:2024年09月02日 来源:AAAS

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  在制造一对新机器人的过程中,康奈尔大学的研究人员培养了一种不太可能的成分,一种在森林地面上发现的成分:真菌菌丝。通过利用菌丝体固有的电信号,研究人员发现了一种控制“生物混合”机器人的新方法,这种机器人对环境的反应可能比纯合成机器人更好。

  

制造机器人需要时间、技术技能和合适的材料——有时还需要一点真菌。在制造一对新机器人的过程中,康奈尔大学的研究人员培养了一种不太可能的成分,一种在森林地面上发现的成分:真菌菌丝。

通过利用菌丝体固有的电信号,研究人员发现了一种控制“生物混合”机器人的新方法,这种机器人对环境的反应可能比纯合成机器人更好。该团队的论文发表在《科学机器人》杂志上。论文的第一作者是阿南德·米什拉,他是康奈尔大学机械与航空航天工程教授罗布·谢泼德领导的有机机器人实验室的研究员,也是该论文的资深作者。

谢泼德说:“这篇论文是许多将利用真菌王国为机器人提供环境感知和命令信号以提高其自主性水平的论文中的第一篇。”

“通过将菌丝体植入机器人的电子元件中,我们能够让生物混合机器感知环境并做出反应。在这种情况下,我们使用光作为输入,但在未来,它将是化学的。未来机器人的潜力可能是感知行作物的土壤化学成分,并决定何时添加更多肥料,例如,也许可以减轻农业的下游影响,如有害的藻华。”

菌丝是蘑菇的地下营养部分。它们有能力感知化学和生物信号,并对多种输入做出反应。米什拉说:“生命系统会对触摸、光、热做出反应,甚至会对一些未知的信号做出反应。”

“如果你想制造未来的机器人,它们如何在意想不到的环境中工作?我们可以利用这些生命系统,任何未知的输入,机器人都会做出反应。”

他们制造了两个生物混合机器人:一个是蜘蛛形状的软体机器人,另一个是轮式机器人。机器人完成了三个实验。在第一个实验中,机器人分别行走和滚动,作为对菌丝体信号自然持续峰值的反应。然后,研究人员用紫外线刺激机器人,使它们改变了步态,证明了菌丝体对环境做出反应的能力。

在第三种情况下,研究人员能够完全覆盖菌丝体的原生信号。该研究得到了美国国家科学基金会(NSF) CROPPS科学技术中心的支持;美国农业部国家食品与农业研究所;以及NSF土壤信号项目。


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