真菌控制的機器人利用了大自然的獨特力量

真菌控制的機器人利用了大自然的獨特力量


建造機器人需要時間、技術技能和合適的材料——有時還需要一點真菌。

在創造一對新機器人時,康乃爾大學的研究人員培養了一種意想不到的成分,一種在森林地面上發現的成分:真菌菌絲體。透過利用菌絲體固有的電訊號,研究人員發現了一種控制「生物混合」機器人的新方法,這種機器人可能比純合成機器人更好地對環境做出反應。

該團隊的論文發表於 科學機器人。主要作者是 Anand Mishra,他是康乃爾大學機械與航空航天工程教授 Rob Shepherd 領導的有機機器人實驗室的研究員,也是該論文的資深作者。

「這篇論文是許多論文中的第一篇,將利用真菌王國向機器人提供環境感知和命令信號,以提高它們的自主水平,」謝潑德說。 「透過將菌絲體培養到機器人的電子裝置中,我們能夠讓生物混合機器感知環境並做出反應。在這種情況下,我們使用光作為輸入,但未來它將是化學的。未來的潛力機器人可以感知中耕作物的土壤化學成分,並決定何時添加更多肥料,例如,也許可以減輕有害藻華等農業下游影響。

菌絲體是蘑菇的地下營養部分。它們具有感知化學和生物信號並對多種輸入做出響應的能力。

米甚拉說:“生命系統對觸摸做出反應,對光做出反應,對熱做出反應,甚至對一些未知因素做出反應,例如信號。” “如果你想建造未來的機器人,它們如何在意想不到的環境中工作?我們可以利用這些生命系統,任何未知的輸入進來,機器人都會做出反應。”

建造了兩個生物混合機器人:一個形狀像蜘蛛的軟體機器人和一個輪式機器人。

機器人完成了三個實驗。首先,機器人分別行走和滾動,作為對菌絲體訊號中自然連續尖峰的反應。然後研究人員用紫外線刺激機器人,使它們改變步態,並展示菌絲體對環境做出反應的能力。在第三種情況下,研究人員能夠完全覆蓋菌絲體的天然訊號。

該研究得到了美國國家科學基金會(NSF)CROPPS科技中心的支持;美國農業部國家食品農業研究所;和 NSF 土壤訊號計劃。

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