Un equipo de investigadores de la Universidad de Cornell crearon dos robots biohíbridos , es decir, mitad hongo y mitad máquina, que pueden reaccionar a su entorno aprovechando las señales eléctricas innatas de los hongos. Para lograr esta combinación, los investigadores cultivaron un componente que no se encuentra en el laboratorio, sino en el suelo del bosque: micelios de hongos.
El artículo del equipo, “ Control sensoriomotor de robots mediado por mediciones electrofisiológicas de micelios fúngicos ”, fue publicado el pasado 28 de agosto. El autor principal es Anand Mishra, investigador asociado en el Laboratorio de Robótica Orgánica dirigido por Rob Shepherd, profesor de ingeniería mecánica y aeroespacial en Cornell Engineering, y autor principal del artículo.
mycelium has electrical signals that can control biohybrid robots and make them move https://t.co/A9PxzDpWCg pic.twitter.com/O8J2hfwLh7
— designboom (@designboom) September 3, 2024
Mitad hongo, mitad máquina
Actualmente, los robots biohíbridos funcionan con células animales o vegetales, que son delicadas para cultivarse y tienen una vida útil corta. Por el contrario, los hongos se pueden cultivar fácilmente y resisten condiciones extremas. Con esto en mente, Mishra y su equipo desarrollaron una interfaz eléctrica para albergar los micelios y medir sus potenciales de acción electrofisiológicos.
El micelio es la parte vegetativa de los hongos pluricelulares, como las setas y los mohos y es similar a una raíz y su textura es parecida a un hilo. Además, tienen la capacidad de detectar señales químicas y biológicas.
“Al cultivar micelio en la electrónica de un robot, pudimos permitir que la máquina biohíbrida detecte y responda al entorno. En este caso utilizamos la luz como insumo”, explicó Shepherd.
Researchers from @CornellMAE discovered a new way of controlling biohybrid robots that can react to their environment better than their purely synthetic counterparts: harnessing fungal mycelia’s innate electrical signals.https://t.co/qEf0iCE6vt
— Cornell University (@Cornell) August 30, 2024
La tarea no fue fácil, los investigadores tuvieron que recurrir a diversas disciplinas como ingeniería mecánica, electrónica, micología, neurobiología, entre otras, para construir el sistema final.
El sistema consta de una interfaz eléctrica que bloquea las vibraciones e interferencias electromagnéticas y registra y procesa con precisión la actividad electrofisiológica del micelio en tiempo real. Esto hace que el sistema lea la señal eléctrica bruta para procesar e identificar los picos rítmicos del micelio y luego utilizar esta información para controlar la locomoción tanto del robot suave en forma de estrella de mar como del robot con ruedas.
Pruebas e aplicaciones de los dos robots
El equipo de Mishra y Shepherd construyó dos robots biohíbridos, uno blando en forma de estrella de mar o araña y uno con ruedas. Para probar su capacidad de movimiento, ambas máquinas completaron 3 pruebas.
En la primera, los robots caminaron y rodaron respectivamente, como respuesta a los picos naturales en la señal del micelio. Luego, en la segunda, los investigadores estimularon a los robots con luz ultravioleta, lo que les hizo cambiar su forma de andar, demostrando la capacidad del micelio para reaccionar a su entorno. Y por último, los investigadores lograron anular por completo la señal nativa del micelio.
De esta forma, se demostró que los robots eran capaces de moverse autónomamente , ya sea con las patas o con las ruedas, como respuesta a los picos eléctricos generados por el micelio.
“El potencial de los futuros robots podría ser detectar la química del suelo en cultivos en hileras y decidir cuándo agregar más fertilizante, por ejemplo, tal vez mitigando los efectos posteriores de la agricultura, como la proliferación de algas nocivas”, explicó Shepherd respecto a las aplicaciones de esta tecnología en el futuro.
Por su parte, la profesora Victoria Webster-Wood, que pertenece al Grupo de Robótica Biohíbrida y Orgánica de la Universidad de Carnegie Mellon, Pittsburgh, mencionó que los hongos son excelentes candidatos para robots híbridos con aplicaciones en agricultura y vigilancia o exploración marina.
