В последние годы биотехнологии стремительно развиваются, прочно переплетаясь с робототехникой. Одним из самых впечатляющих достижений последних месяцев стало создание ходячего робота, управляемого грибным организмом — мицелием. Исследовательская группа из Корнеллского университета в штате Нью-Йорк продемонстрировала принципиально новый подход к управлению роботами, в основе которого лежит использование естественных электрических сигналов мицелия грибов. Этот проект открывает совершенно новую главу в развитии биогибридных роботов, которые не просто функционируют на базе искусственных сенсоров, но могут адаптироваться и реагировать на внешние воздействия благодаря живой основе. Мицелий — подпочвенная часть грибов, представляет собой сеть тонких нитей, способных обмениваться химическими и электрическими сигналами.
Благодаря своей структуре он играет важную роль для грибов в восприятии окружающей среды, передачу информации и ответ на стимулы. Исследователи из Корнелла разработали инновационную систему, позволяющую считывать и обрабатывать электрофизиологическую активность мицелия в режиме реального времени. Эта активность затем преобразуется в цифровые сигналы, которыми управляются силовые приводы робота — что делает гриб настоящим «мозгом» машины. Такой уникальный способ управления позволяет биогибридным роботам реагировать на внешние факторы более комплексно, чем традиционные синтетические сенсоры. Например, в рамках экспериментов были проведены испытания, когда робот менял режим ходьбы под воздействием ультрафиолетового света — изменения, отражающие естественную реакцию грибной системы на окружающую среду.
В перспективе такие роботы смогут принимать химические сигналы, что открывает возможности для использования в сельском хозяйстве — для контроля качества почвы, регулируя количество удобрений и минимизируя экологический вред, например, снижение риска цветения водорослей. В отличие от других биогибридных систем, основанных на клетках животных или растений, грибы обладают уникальными преимуществами. Они легко культивируются, способны выдерживать экстремальные условия и имеют длительный жизненный цикл. Грибы способны воспринимать разнообразные стимулы, от химических веществ до физических воздействий, а также проявлять многоканальную реакцию. Такая устойчивость и множественность сигналов делают их особенно привлекательными для интеграции в область робототехники с перспективой создания роботов нового поколения, более автономных и адаптивных.
Создание робота, управляемого грибом, потребовало многодисциплинарного подхода. В проекте принимали участие специалисты по механике, электронике, микологии, нейробиологии и обработке сигналов. Одной из главных задач стала разработка электрического интерфейса, способного эффективно изолировать электроприборы от вибраций и электромагнитных помех, а также надежно считывать слабые биологические сигналы мицелия. Для обработки получаемых данных использовалась модель, вдохновленная центральными генераторами ритмов — нейронными сетями, которые обеспечивают согласованную работу двигательных функций у живых организмов. Использование живых организмов в робототехнике — это не только новое слово в инженерии, но и возможность создания истинного взаимодействия между человеком, машиной и природой.
Биогибридные роботы способны не просто выполнять заданные операции, но и сообщать о своем состоянии благодаря сигналам из живой системы. Например, изменение электрической активности мицелия может сигнализировать о стрессе или неблагоприятных условиях для самого гриба, предоставляя дополнительную информацию для анализа окружающей среды. Хотя сейчас скорость и движение робота, управляемого грибом, остаются сравнительно низкими, уже сейчас очевиден огромный потенциал данной технологии. Возможность интеграции живых систем с роботами открывает путь к созданию устройств, которые будут устойчивее, универсальнее и экологичнее. Перспективы включают не только сельское хозяйство, но и экологический мониторинг, поисково-спасательные операции и даже космические исследования, где автономность и адаптивность роботов критично важны.
Многие интернет-пользователи выражают опасения, что такие биогибридные системы могут привести к неконтролируемому развитию технологий и всплеску экспоненциального роста грибных организмов, способных управлять машинами. Однако специалисты подчеркивают, что подобные страхи преждевременны. Текущие разработки лишь нацелены на демонстрацию принципа и изучение возможностей связи живых организмов и искусственных систем. Кроме того, скорость и уровень автономии пока далеки от угрозы заменой человека. Открытие ученых из Корнелла — это лишь первый шаг на пути к полноценному взаимодействию живых организмов с роботами.
