The post has been translated automatically. Original language: Russian
Robot Mushrooms: when a living organism becomes part of a machineWhat happens if you put a living organism in a robot instead of a conventional sensor?Researchers from Cornell University have shown that such a "sensor" can be a fungal mycelium, a network of thin filaments that make up the bulk of the fungal organism.In 2024, the Cornell team created two biohybrid robots in which living mycelium became part of the control system. The study was published in the scientific journal Science Robotics.How does it work?The mycelium is able to respond to environmental changes and generate electrical signals.The scientists connected electrodes to the mushroom mycelium and learned how to register its electrical activity. Then a special electronic system processed these signals and converted them into commands for the robot's motors and other actuators.It turns out a kind of chain:environment → mycelium → electrical signal → computer processing → command to robot → movementThat is why such machines are called biohybrid robots: they simultaneously have a biological component and artificial electronics.What exactly did the researchers do?The team created two different robots.The first is a soft robot capable of moving due to flexible elements.The second is a robot on wheels.In both cases, electrical signals from the fungal mycelium were used to control movement. The researchers also exposed the mycelium to ultraviolet light. In response, its electrical activity changed, and the robot changed the nature of its movement.That is, the mushroom here did not act as a source of energy for the robot and not just as a building material.It served as a live sensor and a source of a control signal.Why mushrooms?Living organisms have an interesting advantage over conventional artificial sensors: they are able to simultaneously respond to different environmental factors.The mycelium can perceive changes in conditions and respond to them with electrical activity. The researchers see this as a potential way to create robots that can receive information directly from the environment.At the same time, the fungal mycelium proved to be a convenient object for such experiments compared to some other living tissues: it can be grown, and the system itself can exist in a fairly wide range of conditions.And where can it be useful?One of the most interesting options is agriculture.Cornell researchers are considering the possibility of creating robots that can stay in the soil and receive information about its condition through the reaction of fungal mycelium.For example:— determine changes in the chemical composition of the soil;— respond to environmental changes;— collect information about the condition of agricultural plots;— help to make decisions about the application of fertilizers.In the future, this could link robotics, biology, and precision farming.But this does not mean that autonomous robots completely controlled by mushrooms will appear soon.A modern system still requires an electronic interface, electrodes, signal processing, a controller, and conventional actuators.The main achievement of the experiment lies elsewhere: scientists have shown that a living mushroom mycelium can be integrated into a robotic system and its electrical activity can be used to control movement.And this is changing the very approach to creating robots.So far, we've mostly imagined the robot as a combination of metal, plastic, electronics, sensors, and software.Biohybrid robotics offers another option.:a living organism + electronics + mechanics + algorithms.Perhaps the next stage in the development of robotics will be related not only to how smart the software will become, but also to how well the machine will be able to interact with wildlife.And in this sense, mushrooms can be much more interesting than it seems at first glance.
Грибы-роботы: когда живой организм становится частью машины
Что будет, если вместо обычного датчика поставить в робота живой организм?
Исследователи из Cornell University показали, что таким «датчиком» может стать грибной мицелий — сеть тонких нитей, из которой состоит основная часть грибного организма.
В 2024 году команда Cornell создала два биогибридных робота, в которых живой мицелий стал частью системы управления. Исследование было опубликовано в научном журнале Science Robotics.
Как это работает?
Мицелий способен реагировать на изменения окружающей среды и генерировать электрические сигналы.
Учёные подключили электроды к грибному мицелию и научились регистрировать его электрическую активность. Затем специальная электронная система обрабатывала эти сигналы и преобразовывала их в команды для двигателей и других исполнительных механизмов робота.
Получается своеобразная цепочка:
окружающая среда → мицелий → электрический сигнал → компьютерная обработка → команда роботу → движение
Именно поэтому такие машины называют биогибридными роботами: в них одновременно работают биологический компонент и искусственная электроника.
Что именно сделали исследователи?
Команда создала два разных робота.
Первый — мягкий робот, способный передвигаться за счёт гибких элементов.
Второй — робот на колёсах.
В обоих случаях электрические сигналы грибного мицелия использовались для управления движением. Исследователи также воздействовали на мицелий ультрафиолетовым светом. В ответ менялась его электрическая активность, а робот изменял характер движения.
То есть гриб здесь выступал не в качестве источника энергии для робота и не просто как строительный материал.
Он выполнял роль живого сенсора и источника управляющего сигнала.
Почему именно грибы?
У живых организмов есть интересное преимущество перед обычными искусственными датчиками: они способны одновременно реагировать на разные факторы окружающей среды.
Мицелий может воспринимать изменения условий и реагировать на них электрической активностью. Исследователи рассматривают это как потенциальный способ создавать роботов, которые смогут получать информацию непосредственно из окружающей среды.
При этом грибной мицелий оказался удобным объектом для подобных экспериментов по сравнению с некоторыми другими живыми тканями: его можно выращивать, а сама система может существовать в достаточно широком диапазоне условий.
А где это может пригодиться?
Один из наиболее интересных вариантов — сельское хозяйство.
Исследователи Cornell рассматривают возможность создания роботов, которые смогут находиться в почве и получать информацию о её состоянии через реакцию грибного мицелия.
Например:
— определять изменения химического состава почвы;
— реагировать на изменения окружающей среды;
— собирать информацию о состоянии сельскохозяйственных участков;
— помогать принимать решения о внесении удобрений.
В перспективе это может связать робототехнику, биологию и точное земледелие.
Но это не означает, что скоро появятся автономные роботы, полностью управляемые грибами.
Современная система всё ещё требует электронного интерфейса, электродов, обработки сигналов, контроллера и обычных исполнительных механизмов.
Главное достижение эксперимента заключается в другом: учёные показали, что живой грибной мицелий можно интегрировать в роботизированную систему и использовать его электрическую активность для управления движением.
И это меняет сам подход к созданию роботов.
До сих пор мы в основном представляли робота как комбинацию металла, пластика, электроники, датчиков и программного обеспечения.
Биогибридная робототехника предлагает другой вариант:
живой организм + электроника + механика + алгоритмы.
Возможно, следующий этап развития робототехники будет связан не только с тем, насколько умным станет программное обеспечение, но и с тем, насколько хорошо машина сможет взаимодействовать с живой природой.
И в этом смысле грибы могут оказаться гораздо интереснее, чем кажется на первый взгляд.
Share
