当蘑菇巨大的菌丝网络闪烁并产生类似于我们大脑细胞的电化学反应时,没有人知道蘑菇在做梦。
但如果有机会,如果给予这张冲动之网片刻的自由,它会做什么呢?
一个由美国康奈尔大学和意大利佛罗伦萨大学组成的跨学科研究小组采取了一些措施来寻找答案,他们将一种可食用蘑菇:杏鲍菇(也被称为皇子菇)的培养物,控制在一对可以在平坦表面上晃动和滚动的车辆上。
通过一系列实验,研究人员表明,可以利用蘑菇的电生理活动将环境线索转化为指令,进而用于驱动机械设备的运动。
康奈尔大学材料科学家、高级研究员罗伯·谢泼德说:“通过将菌丝体植入机器人的电子元件中,我们能够让这种生物混合机器感知环境,并对环境做出反应。”
用机器捣碎肉并不是什么新鲜事。进化已经经历了数亿年的时间来微调有机机器,所以我们很自然地转向生物学来寻找捷径,希望能制造出能够感知、思考和按照我们的意愿移动的强大设备。
令人惊讶的是,真菌王国是控制论技术尚未开发的金矿。霉菌和蘑菇很容易培养,要求相对简单,而且在许多其他生物难以生存的地方也能存活下来,它们可以为工程师提供各种强大的生命成分,以满足几乎所有的感官甚至计算需求。
精细的真菌丝线网络通常隐藏在视线之外,当它们在土壤中编织寻找资源时,它们会对周围环境的变化做出反应。许多物种甚至有类似于我们自己的神经反应的跨膜活动,这为研究人员提供了一种窃听它们秘密对话的潜在手段。
通过应用基于杏鲍菇菌丝体细胞外电生理的算法,并将输出输入微控制器单元,研究人员利用刺激(在这种情况下是紫外线)引发的活动尖峰,来切换两种不同类型移动设备的机械反应。
在对照实验中,研究小组利用真菌培养的信号来控制一个五肢软机器人和一个四轮无系带车辆的运动。
他们能够影响并超越真菌产生的“自然”冲动,展示了利用系统的感官能力来实现最终目标的能力。
康奈尔大学的生物机器人学家阿南德·米什拉说:“这类项目不仅仅是控制机器人。”
“这也是关于创造与生命系统的真正联系。因为一旦你听到信号,你就会明白发生了什么。也许这个信号来自于某种压力。所以你看到的是身体反应,因为这些信号我们无法可视化,但机器人正在可视化。”
尽管“蘑菇”看起来很笨拙,但该系统的真正价值可能有一天会在更简单的机械设置中实现,这些机械设置可以解释环境线索的复杂变化,从而向土壤环境中输送精确数量的养分或农药,或者自动调整对污染物水平上升的反应,甚至对我们自己身体的变化做出反应。
我们才刚刚开始了解蘑菇的低语中蕴含着更深层次的智慧。如果有机会,它们甚至有一天会告诉我们它们的梦想。
这项研究发表在《科学机器人》杂志上。
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