Forscher der Cornell University nutzten Pilzmyzelien, um zwei Machbarkeitsnachweisroboter anzutreiben. Myzelien, das unterirdische Pilznetzwerk, aus dem Pilze und oberirdische Früchte sprießen können, können Licht und chemische Reaktionen wahrnehmen und über elektrische Signale kommunizieren. Dies macht es zu einer neuartigen Komponente in der Hybridrobotik, die eines Tages Erntebedingungen erkennen könnte, die sonst für Menschen unsichtbar wären.
Die Cornell-Forscher erstellt zwei Roboter: ein weicher, spinnenartiger und ein vierrädriger Buggy. Die Forscher nutzten die Lichtempfindlichkeit der Myzelien, um die Maschinen mit ultraviolettem Licht zu steuern. Für das Projekt waren Experten in Mykologie (Pilzekunde), Neurobiologie, Maschinenbau, Elektronik und Signalverarbeitung erforderlich.
„Wenn Sie an ein synthetisches System denken – sagen wir, an einen passiven Sensor –, verwenden wir es nur für einen Zweck“, sagte der Hauptautor Anand Mishra. „Aber lebende Systeme reagieren auf Berührung, sie reagieren auf Licht, sie reagieren auf Wärme, sie reagieren sogar auf unbekannte Dinge wie Signale. Deshalb denken wir: OK, wenn Sie zukünftige Roboter bauen wollen, wie können sie in einer unerwarteten Umgebung arbeiten? Wir können diese lebenden Systeme nutzen, und der Roboter wird auf jeden unbekannten Input reagieren.“
Der Pilzroboter verwendet eine elektrische Schnittstelle, die (nachdem sie Störungen durch Vibrationen und elektromagnetische Signale ausgeblendet hat) die elektrophysikalische Aktivität des Myzels in Echtzeit aufzeichnet und verarbeitet. Ein Controller, der ein Teil von Das zentrale Nervensystem der Tiere fungierte als „eine Art neuronaler Schaltkreis“. Das Team entwickelte den Controller so, dass er die elektrischen Rohsignale des Pilzes lesen, verarbeiten und in digitale Steuerelemente übersetzen konnte. Diese wurden dann an die Aktuatoren der Maschine gesendet.
Das Pilzroboter-Paar absolvierte erfolgreich drei Experimente, darunter Gehen und Rollen als Reaktion auf die Signale der Myzelien und Ändern der Gangart als Reaktion auf UV-Licht. Den Forschern gelang es auch, die Signale der Myzelien zu überschreiben, um die Roboter manuell zu steuern, eine entscheidende Komponente, wenn spätere Versionen in freier Wildbahn eingesetzt werden sollten.
Was die Entwicklung dieser Technologie angeht, könnte sie zu fortgeschritteneren Versionen führen, die die Fähigkeit von Myzelien nutzen, chemische Reaktionen zu spüren. „In diesem Fall haben wir Licht als Input verwendet, aber in Zukunft wird es chemischer Natur sein“, so Rob Shepherd, Professor für Maschinenbau und Luft- und Raumfahrttechnik an der Cornell University und Hauptautor der Studie. Die Forscher glauben, dass dies zu zukünftigen Robotern führen könnte, die die Bodenchemie von Nutzpflanzen spüren und entscheiden, wann mehr Dünger ausgebracht werden muss, „und so möglicherweise die Folgewirkungen der Landwirtschaft wie schädliche Algenblüten abmildern“, so Shepherd.
Lesen Sie die Team- Forschungsarbeit bei Wissenschaft Robotik und erfahren Sie mehr über das Projekt von der Cornell-Chronik.
