Naučnici kreirali biohibridni stroj s "uzgojenim mozgom": Osjeća, reagira i kreće se po laboratoriju

Roboti danas više nisu nešto iz naučno-fantastičnih filmova, već ih možemo susresti kako obavljaju različite zadatke. No, većina je tih današnjih robota još uvijek pod pod kontrolom algoritama i čipova.

A, šta kad bi njima upravljao "mozak"? Upravo su to željeli testirati naučnici s Cornella, koji su napravili robote kojima upravlja laboratorijski uzgojen "mozak". Zapravo se radi o gljivi, točnije miceliju čiji se urođeni električni signali koriste za kontrolu "biohibridnih" robota. Zvuči komplicirano?

Kako cijela stvar funkcionira objavili su u svom radu objavljenom u časopisu Science Robotics. 

"Ovaj rad je prvi od mnogih koji će koristiti carstvo gljiva za uzgajanje senzora okoliša i davanje signala komandi robotima kako bi poboljšali njihovu razinu autonomije. Uzgajajući micelij u elektronici robota, omogućili smo biohibridnom stroju da osjeti i reagira na okoliš. U ovom slučaju koristili smo svjetlo kao ulaz, ali u budućnosti će biti kemijski. Potencijal budućih robota mogao bi biti u tome da osjete kemiju tla u usjevima i odluče, na primjer, kada dodati više gnojiva", pojasnio je Rob Shepherd, profesor strojarstva i zrakoplovnog inženjerstva na Cornell Engineeringu i viši autor rada, piše Zimo.

Inspiraciju za razvoj robota naučnici često traže u životinjskom carstvu. No, takve je biološki složene sisteme u kombinaciji sa živim materijalom u stroju, teško održavati. S druge strane, micellije su podzemni, vegetativni dio gljive, i mogu rasti u izazovnim uslovima. Istovremeno imaju sposobnost osjetiti kemijske i biološke signale.

Ako razmišljate o sintetičkom sustavu – recimo, bilo kojem pasivnom senzoru – koristimo ga samo za jednu svrhu. Ali, živi sistemi reagiraju na dodir, reagiraju na svjetlost, reagiraju na toplinu, reagiraju čak i na neke nepoznanice, poput signala, rekao je Anand Mishra, naučni suradnik u Organic Robotics Lab -u i vodeći autor ovog naučnog rada. Zato mislimo, u redu, ako ste htjeli izgraditi buduće robote, kako oni mogu raditi u neočekivanom okruženju? Možemo iskoristiti ove žive sisteme, a na svaki nepoznati unos, robot će odgovoriti.

Mishra je surađivao s nizom interdisciplinarnih istraživača jer izgradnja ovakvog robota, u kojem će zajednički funkcionirati gljiva i stroj, zahtijeva puno različitog znanja.

Sistem koji je razvio sastoji se od električnog sučelja koje blokira vibracije i elektromagnetske smetnje te tačno bilježi i obrađuje elektrofiziološku aktivnost micelija u stvarnom vremenu. Tu je i kontroler inspiriran centralnim generatorima uzoraka – svojevrsnim neuronskim krugom. U suštini, sistem čita neobrađeni električni signal, obrađuje ga i identificira ritmičke skokove micelija, zatim pretvara tu informaciju u digitalni kontrolni signal, koji se šalje motorima zaduženima za pokretanje robota.

Izgrađena su dva biohibridna robota: mekani robot u obliku pauka i robot s točkovima.

Roboti su obavili tri eksperimenta. U prvom su se kretali poticani prirodnim kontinuiranim skokovima u signalu micelija. Zatim su istraživači stimulirali robote ultraljubičastim svjetlom, što je uzrokovalo promjenu hoda, pokazujući sposobnost micelija da reagira na okolinu. U trećem scenariju, istraživači su uspjeli u potpunosti nadjačati izvorni signal micelija.

Ova vrsta projekta ne odnosi se samo na upravljanje robotom, pojasnio je u objavi za medije Mishra. Također se radi o stvaranju istinske veze sa živim sistemom. Jer kad jednom vidite signal, shvatit ćete i što se događa. Možda taj signal dolazi od neke vrste stresa. Dakle, vidite fizički odgovor, jer te signale ne možemo vizualizirati, ali robot radi vizualizaciju.