Biorobotyka i boczniak królewski. Grzyb steruje maszyną

Boczniak królewski w nowej roli

Boczniak królewski, znany także jako boczniak mikołajkowy, jest dobrze rozpoznawalny przez grzybiarzy jako smaczny, wszechstronny grzyb jadalny o mięsistej konsystencji. Okazuje się jednak, że jego zastosowanie wykracza poza kuchnię. Naukowcy wykorzystali części boczniaka do stworzenia maszyny, w której pełniły one rolę czujników. To innowacyjne podejście doskonale wpisuje się w dość nową dziedzinę. Biorobotyka, bo tak się nazywa, łącze biologię z technologią w celu naśladowania zachowań organizmów żywych.

Jak wszystkie grzyby, boczniaki posiadają grzybnię, czyli strukturę przypominającą korzenie. Właśnie ta grzybnia jest wrażliwa na światło ultrafioletowe, co postanowili wykorzystać naukowcy. Pod wpływem światła UV nitki grzybni generują niewielkie napięcie elektryczne. W eksperymencie połączono je z silnikami robota za pomocą elektrod. Kiedy pojawia się błysk UV, wytworzone napięcie aktywuje silniki, wprawiając maszynę w ruch.

Polecamy: Zminiaturyzowany interfejs mózg-maszyna tłumaczy myśli na tekst. Pomoże osobom z zaburzeniami mowy

Robot w kształcie rozgwiazdy

Zaprojektowany robot przypomina rozgwiazdę i ma miękkie, elastyczne „ciało”. Choć na pierwszy rzut oka nie wyróżnia się niczym szczególnym, jego sposób działania jest przełomowy. Wcześniej w biorobotyce dominowało wykorzystanie tkanek zwierzęcych, takich jak komórki serca stosowane w robotach w kształcie meduzy. Tym razem postawiono na grzyby, co poszerza zestaw narzędzi do tworzenia innowacyjnych konstrukcji w przyszłości.

Dlaczego wybór padł właśnie na grzyby? Robert F. Shepherd, współautor badania, tłumaczy to pragmatyzmem.

„Grzyby są niedrogie w utrzymaniu i doskonale wykrywają subtelne zmiany – nie tylko w świetle, ale także w składnikach odżywczych i gazach, takich jak dwutlenek węgla czy amoniak” – mówił Shepherd cytowany przez portal Scientific American.

Wizje naukowców obejmują wykorzystanie takich biorobotów w rolnictwie, na przykład do zbierania owoców lub nawożenia wyjałowionej gleby. Aby potwierdzić zasadność tej koncepcji, zespół rozpoczął od prostszego eksperymentu, polegającego na wykrywaniu światła.

Przełożenie sygnałów na ruch

Zamiana sygnałów generowanych przez grzybnię na ruch robota okazała się sporym wyzwaniem. Grzyby nie tylko reagują na światło, ale również wytwarzają niewielki prąd podczas trawienia cukrów. Anand Kumar Mishra, główny autor badania, eksperymentował z różnymi podejściami: minimalizował zakłócający wpływ tego prądu lub próbował go wykorzystać. W drugim przypadku roboty reagowały na wszystkie sygnały, ale szybciej poruszały się w odpowiedzi na silniejsze impulsy wywołane światłem UV.

Prace Mishry mogą okazać się kluczowe w projektowaniu robotów, które muszą reagować na zmieniające się warunki, zatrzymywać się, zwalniać lub zmieniać kierunek ruchu.

Polecamy: HOLISTIC NEWS: Zabawy ze zmarłymi. Sztuczna inteligencja i rozmowy zza grobu #obserwacje

Biorobotyka to przyszłość?

W przyszłości Mishra i Shepherd planują ulepszyć swoje konstrukcje tak, aby bioroboty mogły reagować na światło i chemikalia z dowolnego kierunku. Dzięki temu mogłyby identyfikować dojrzałe owoce na różnych gałęziach jednocześnie, a nie tylko na jednej. Naukowcy przyznają, że prace nad tymi robotami były dla nich sporym wyzwaniem, ponieważ to pierwsze tego typu konstrukcje.

Reakcja grzybów na światło pozostaje jednak wciąż tajemnicza. Andrew Adamatzky, recenzent badań, zauważa, że choć nie wiadomo dokładnie, jak grzyby generują prąd, nie jest to unikalna cecha – każda żywa komórka produkuje niewielkie ilości energii.

Czy przyszłość robotyki będzie opierać się na integracji technologii z naturalnymi mechanizmami? Natura od wieków jest doskonałym inżynierem i konstruktorem, więc dlaczego nie skorzystać z jej gotowych rozwiązań?

Polecamy: Przeszczep komórek macierzystych u małpy. Badania są obiecujące