Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!
Amerikaanse technici hebben een robot gebouwd die wordt bestuurd door de elektrische signalen van een schimmel.
Wij weten niet of we dit enorm vet of angstaanjagend vinden: technici van de Cornell University (VS) hebben een robot gebouwd die wordt aangestuurd door een schimmel. Dat schrijven ze in het vakblad Science Robotics.
Lees ook:
Wat zijn biohybride robots?
Zogenoemde ‘biohybride robots’ zijn relatief nieuw en combineren biologisch materiaal met synthetische onderdelen. Technici hopen zo te profiteren van miljoenen jaren evolutie om hun robots voordelen te bieden, zoals zelfgenezing en de mogelijkheid om op veel omgevingsfactoren te reageren.
De meeste studies richten zich nu op dierlijk materiaal, zo hebben onderzoekers bijvoorbeeld eerder al een zwemrobot gemaakt met spiercellen van ratten en een handprothese met zenuwcellen. Maar het is moeilijk om dierlijke cellen te laten groeien en ook om ze lang in leven te houden.
Schimmels zijn daarentegen een stuk minder kieskeurig, die vertoeven prima op een simpel petrischaaltje. Dat is dan ook precies wat de Cornell-onderzoekers hebben gedaan. Ze verwerkten een petrischaal met een kruisdisteloesterzwam in een robot.
Schimmelnetwerk
Schimmels kunnen een uitgebreid dradennetwerk (mycelium) vormen waarmee ze onder andere via elektrische signalen communiceren, vergelijkbaar met hoe neuronen in onze hersenen werken. Het onderzoeksteam liet dat mycelium in de elektronische onderdelen van de robot groeien, zodat die signalen geregistreerd konden worden.
Vervolgens maakten ze een elektronische interface die de elektrofysiologische signalen van de schimmeldraden kon omzetten in een digitaal signaal dat de robot ‘begreep’. En als dat naar de actuatoren werd gestuurd, ging de bot bewegen.
Het team bouwde twee versies. De een heeft wielen en de ander lijkt een beetje op een zeester die beweegt door zich met zijn armen omhoog te duwen (zie het filmpje). In beide gevallen zit het petrischaaltje met de schimmel bovenop.
Eén schimmel of duizenden sensors
Schimmels registeren veranderingen in hun omgeving en communiceren daarover door elektrische signalen via het mycelium te versturen. De onderzoekers demonstreerden dat door de biohybride robot te beschijnen met licht. In normale toestand verstuurde de schimmel continu signalen, waardoor de robot bewoog. Beschenen ze de schimmel met uv-licht, dan veranderde het tempo.
Licht is tot nu toe de enige prikkel die het team heeft getest, maar toekomstige versies moeten reageren op meerdere stimuli, waaronder chemische signalen. Het idee is namelijk dat levende organismen van nature goed zijn in het reageren op verschillende prikkels – zoals licht, warmte en druk – terwijl synthetische systemen voor elke prikkel een gespecialiseerde sensor nodig hebben.
“Deze paper is de eerste van vele die het schimmelrijk gebruiken om omgevingssensoren en besturingssignalen aan robots te geven om hun autonomieniveau te verbeteren”, zegt hoofdonderzoeker Rob Shepherd. “Het is denkbaar dat robots in de toekomst bijvoorbeeld de chemische samenstelling van de landbouwgrond kunnen waarnemen en kunnen beslissen wanneer er meer kunstmest moet worden toegevoegd, waardoor downstream-effecten van landbouw – zoals schadelijke algenbloei – misschien kunnen worden beperkt.”
Bronnen: Science Robotics, Cornell University