随着康奈尔大学和佛罗伦萨大学的科学家们利用蘑菇菌丝体的电信号开发出生物混合机器人,生物机器人的世界正在经历一场变革。这种新方法展示了将活生物体融入机器人系统以增强其适应性和反应能力的潜力。
在阿南德-米什拉(Anand Mishra)和机械工程系教授罗伯特-F-谢泼德(Robert F. Shepherd)的领导下,研究小组培育出了牡蛎王蘑菇(Pleurotus eryngii)菌丝体,并将其集成到两种不同机器人设计的电子设备中--一种是柔软的蜘蛛型机器人,另一种是轮式机器人。
通过利用菌丝产生电信号的天生能力,研究人员创造出了能够以前所未有的方式感知环境并做出反应的机器人。
"康奈尔大学机械与航空航天工程教授罗伯特-F-谢泼德(Robert F. Shepherd)告诉解密者:"我们能够设计出能够在现实世界中运行的人工硬件,但仍然能够从活菌丝体中分离出微弱的电信号。"这些信号会随着光照强度等环境信号的变化而变化。为了证明我们的解决方案的鲁棒性,主要作者阿南德-米什拉(Anand Mishra)使用紫外线输入来控制轮式机器人和步行机器人。
谢泼德解释说,这项工作得到了美国国家科学基金会(National Science Foundation)CROPPS基金的资助,并得到了康奈尔大学工程生命材料研究所(Engineered Living Materials Institute)的支持。这项工作的目标是利用菌丝体来检测土壤中存在的问题,并采取应对措施。
"他说:"无论如何,菌丝体都在土壤中,利用它们的信号通路来测量土壤健康状况将是一个不错的选择。
研究人员面临的主要挑战之一是开发一种能够检测和利用菌丝体产生的微弱电信号来控制机器人的系统。米什拉设计了一种电气接口,可以准确读取菌丝体的原始电气活动,对其进行处理,并将其转换成可以激活机器人致动器的数字信号。
生物杂交机器人成功地完成了三项实验,证明了它们能够根据菌丝体的电尖峰进行行走和翻滚,在紫外线的刺激下改变步态,甚至完全覆盖菌丝体的原生信号。这些成就彰显了蘑菇动力机器人惊人的适应性和反应能力。
编辑:Stacy Elliott
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