Μεγέθυνση κειμένου
Η κατασκευή ενός ρομπότ απαιτεί χρόνο, τεχνικές δεξιότητες, τα κατάλληλα υλικά - και μερικές φορές, ένα μικρό μανιτάρι
Ένα ρομπότ που μοιάζει με αστερία και συστέλλει τα πέντε πόδια του για να διασχίσει ένα ξύλινο πάτωμα, χωρίς να τροφοδοτείται από μπαταρίες ή να συνδέεται με πρίζα, αλλά αντίθετα ελέγχεται με σήματα από μανιτάρια.
Το νέο ρομπότ, μαζί με ένα ακόμα που φέρει ρόδες και ελέγχεται επίσης από μύκητες, αναπτύχθηκε από ερευνητές του Πανεπιστημίου Cornell για τη δημιουργία μηχανημάτων εμπνευσμένων από τη φύση και ενσωματωμένων με αυτήν.
Η λεγόμενη βιοϋβριδική ρομποτική είναι ένας σχετικά νέος τομέας που συνδυάζει φυτικά, ζωικά και μυκητιασικά κύτταρα με συνθετικά υλικά για τη δημιουργία ρομπότ.
Μικροσκοπικά βιοϋβριδικά ρομπότ φτιαγμένα από νευρώνες ποντικού μπορούν να περπατούν και να κολυμπούν. Ρομπότ κολυμβητές για την εξερεύνηση των ωκεανών έχουν δημιουργηθεί με τη χρήση κυττάρων μέδουσας, ενώ ένα ρομπότ που περπατά και περιστρέφεται κατασκευάστηκε από μυϊκά κύτταρα αρουραίου.
Αλλά η χρήση ζωικών κυττάρων σε βιορομπότ είναι ακριβή και ηθικά περίπλοκη, ενώ τα φυτικά κύτταρα τείνουν να ανταποκρίνονται πιο αργά στα ερεθίσματα.
Τώρα, μια νέα μελέτη που δημοσιεύεται στο Science Robotics περιγράφει πώς οι μύκητες μπορεί να αποτελέσουν ένα βασικό κομμάτι του παζλ των βιοϋβριδίων.
Πώς λειτουργεί
Οι ερευνητές ξεκίνησαν καλλιεργώντας μυκήλια -το δίκτυο των κλώνων που συνδέει τα μανιτάρια υπόγεια και τους επιτρέπει να επικοινωνούν- από μανιτάρια king oyster.
Τα μανιτάρια king oyster είναι εύκολο να αναπτυχθούν και να συντηρηθούν, γεγονός που τα καθιστά ιδανικά για χρήση σε ρομπότ. Οι ερευνητές καλλιέργησαν τον μύκητα και καθοδήγησαν τα μυκήλιά του να αναπτυχθούν πάνω σε ένα ικρίωμα 3D εκτυπωμένο γεμάτο ηλεκτρόδια.
Τα διασυνδεδεμένα μυκήλια εκπέμπουν ηλεκτρικά ερεθίσματα ως απάντηση στις αλλαγές στο περιβάλλον, όπως τα ερεθίσματα που εκπέμπουν οι νευρώνες στον εγκέφαλό μας για να επικοινωνήσουν μεταξύ τους.
Επειδή το δίκτυο μυκηλίων ήταν συνδεδεμένο με ηλεκτρόδια, οι ηλεκτρικοί παλμοί του μπορούσαν να επικοινωνούν με μια διεπαφή υπολογιστή.
Στη συνέχεια, ο υπολογιστής μετατρέπει αυτά τα ηλεκτρικά ερεθίσματα σε ψηφιακές εντολές, οι οποίες αποστέλλονται στις βαλβίδες και τους κινητήρες των ρομπότ, λέγοντάς τους να κάνουν πράγματα, όπως να κινηθούν προς τα εμπρός.
Η μετατροπή των ηλεκτρικών παλμών σε εντολές από τον υπολογιστή εμπνεύστηκε από τον τρόπο με τον οποίο λειτουργούν οι νευρώνες των ζώων, μετατρέποντας τα ηλεκτρικά ερεθίσματα του εγκεφάλου μας σε κινητικές λειτουργίες, όπως η κίνηση των άκρων.
Η διεπαφή μύκητα-υπολογιστή επιτρέπει την επικοινωνία μεταξύ των μυκηλίων και του ρομπότ, έτσι ώστε όταν οι ερευνητές φωτίζουν τα μυκήλια, αυτά ανταποκρίνονται με ηλεκτρικά ερεθίσματα που κάνουν τα ρομπότ να κινούνται.
«Στα μανιτάρια δεν αρέσει το φως, αναπτύσσονται σε σκοτεινές περιοχές», λέει ο Robert Shepherd, μηχανικός στο Πανεπιστήμιο Cornell και ένας από τους συγγραφείς της μελέτης, «αφού πραγματικά δεν τους αρέσει το φως, αυτό αποτέλεσε ένα ισχυρό σήμα».
Φωτίζοντας περισσότερο υπεριώδες φως στη διεπαφή μύκητα-υπολογιστή, τα ηλεκτρικά σήματα των μυκήτων ως απάντηση έγιναν ισχυρότερα, κάνοντας τα ρομπότ να κινούνται ταχύτερα.
Πώς θα χρησιμοποιηθούν αυτά τα βιοϋβριδικά ρομπότ
Η νέα τεχνολογία θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί στη γεωργία: Οι μύκητες είναι εξαιρετικά ευαίσθητοι στο περιβάλλον τους, και ρομπότ όπως αυτά θα μπορούσαν να ανιχνεύσουν χημικούς μολυντές, δηλητήρια ή παθογόνα στα χωράφια των καλλιεργειών καλύτερα από τα συνθετικά ρομπότ.
Οι μύκητες μπορούν να αντιμετωπίσουν ακραίες συνθήκες, σύμφωνα με τον Anand Mishra, μηχανικό στο Πανεπιστήμιο Cornell και άλλον συγγραφέα της μελέτης.
Τα κύτταρα των μυκήτων μπορούν να επιβιώσουν σε πολύ αλμυρό νερό ή έντονο κρύο, γεγονός που θα μπορούσε να καταστήσει τα βιοϋβριδικά ρομπότ μυκήτων καλύτερα από τα βιοϋβριδικά ρομπότ ζώων ή φυτών σε ακραία περιβάλλοντα.
Τα μανιτάρια μπορούν επίσης να επιβιώσουν από την ακτινοβολία καλύτερα από πολλούς άλλους οργανισμούς, οπότε θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην ανίχνευση της ακτινοβολίας σε επικίνδυνες περιοχές.
Η νέα έρευνα αποτελεί μια συναρπαστική πρόοδο στη βιοϋβριδική ρομποτική, λέει η Vickie Webster-Wood, μηχανικός στο Πανεπιστήμιο Carnegie Mellon, η οποία δεν συμμετείχε στη μελέτη.
Ένα σημαντικό πλεονέκτημα των βιοϋβριδικών ρομπότ είναι η βιωσιμότητά τους. «Αν προσπαθείτε να κατασκευάσετε ένα σμήνος ρομπότ για να παρακολουθείτε έναν κοραλλιογενή ύφαλο και τα κατασκευάζετε από ηλεκτρονικά με βαρέα μέταλλα και πλαστικά και δεν είστε σε θέση να τα συλλέξετε όλα, αυτό είναι πολλά απόβλητα που έχουν εισαχθεί στο περιβάλλον», λέει η Webster-Wood.
Η κατασκευή με τη βιολογία επιτρέπει στους μηχανικούς να χρησιμοποιούν υλικά που είναι εγγενή στο περιβάλλον στο οποίο θα βρίσκεται το ρομπότ.
Ένα βιοϋβριδικό ρομπότ κατασκευασμένο από φυτικά κύτταρα μπορεί να βοηθήσει στην αναδάσωση, για παράδειγμα, ή ένα ιατρικό ρομπότ κατασκευασμένο από τα κύτταρα ενός ανθρώπου θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί μέσα στο σώμα του.
Στο τέλος των αποστολών αυτών των ρομπότ, απαιτείται λιγότερος καθαρισμός και ο κίνδυνος να μείνουν πίσω επιβλαβείς ρύποι είναι μικρότερος.
Οι μύκητες υπάρχουν παντού και η δημιουργία τέτοιων τύπων ρομπότ θα μπορούσε να είναι πιο εφικτή σε περιοχές με λιγότερους πόρους, λέει η Webster-Wood.
«Αυτό σημαίνει ότι θα μπορούσατε δυνητικά να στείλετε μια πολύ μικρή [ποσότητα] μυκηλίου σε έναν πολύ απομακρυσμένο προορισμό, όπου στη συνέχεια θα αναπτύξετε το μυκήλιο και θα μπορείτε να κατασκευάσετε ρομπότ εκεί – οπότε θα μπορούσαν να υπάρξουν εφαρμογές στη διαστημική ρομποτική».
Η προσβασιμότητα και η αντοχή αυτών των νέων ρομπότ που ελέγχονται από μύκητες είναι επίσης ελπιδοφόρα για πιο μακροπρόθεσμες χρήσεις.
«Οι συνθήκες για να διατηρηθεί το μυκήλιο ζωντανό φαίνεται να είναι ευκολότερο να επιτευχθούν σε ένα ρομπότ από τα συστήματα που χρειαζόμαστε για να διατηρήσουμε τους μυς των ποντικιών ζωντανούς, για παράδειγμα», λέει η Webster-Wood, «οπότε υπάρχουν κάποιες δυνατότητες για περιβαλλοντικές εργασίες μεγαλύτερης διάρκειας».
Με πληροφορίες από National Geographic
Related
Νεοτερα
