建造机器人需要时间、技术技能和合适的材料，有时还需要一点真菌。

在创造一对新机器人时，康奈尔大学的研究人员培养了一种不太可能的成分，它不是在实验室而是在森林地面上发现的：真菌菌丝体。通过利用菌丝体固有的电信号，研究人员发现了一种控制“生物混合”机器人的新方法，这种机器人可能比纯合成机器人更好地对环境做出反应。

该团队的论文“真菌菌丝体电生理测量介导的机器人感觉运动控制”已发布在科学机器人。主要作者是阿南德·米什拉 (Anand Mishra)，他是康奈尔大学工程学院机械与航空航天工程教授罗布·谢泼德 (Rob Shepherd) 领导的有机机器人实验室的研究员，也是该论文的资深作者。

“这篇论文是许多论文中的第一篇，将利用真菌王国向机器人提供环境感知和命令信号，以提高它们的自主水平，”谢泼德说。“通过将菌丝体培养到机器人的电子器件中，我们能够让生物混合机器感知环境并做出反应。在这种情况下，我们使用光作为输入，但未来它将是化学的。未来的潜力机器人可以感知中耕作物的土壤化学成分，并决定何时添加更多肥料，例如，也许可以减轻有害藻华等农业下游影响。”

在设计未来的机器人时，工程师们从动物王国，用机器模仿生物移动的方式，感知它们的环境，甚至通过排汗调节它们的内部温度。一些机器人融入了活体材料，例如来自肌肉组织的细胞，但那些机器人复杂的生物系统很难保持健康和功能。毕竟，让机器人生存并不总是那么容易。

菌丝体是蘑菇的地下营养部分，它们具有许多优点。它们可以在恶劣的条件下生长。它们还具有感知化学和生物信号并对多种输入做出响应的能力。

“如果你考虑一个合成系统——比如说任何无源传感器——我们只是将它用于一个目的。但是生命系统会对触摸做出反应，对光做出反应，对热做出反应，甚至对一些未知因素做出反应，就像信号一样，”米什拉说。“这就是为什么我们认为，好吧，如果你想建造未来的机器人，它们如何在意想不到的环境中工作？我们可以利用这些生命系统，任何未知的输入进来，机器人都会做出反应。”

然而，找到一种将蘑菇和机器人结合起来的方法不仅仅需要精通技术和园艺技能。

“你必须有背景机械工业、电子学、一些真菌学、一些神经生物学、某种信号处理，”米什拉说。“所有这些领域聚集在一起构建了这种系统。

米什拉与一系列跨学科研究人员合作。他咨询了神经生物学和行为学高级研究员布鲁斯·约翰逊（Bruce Johnson），并学会了如何记录电信号它们在菌丝体膜的神经元样离子通道中携带。农业与生命科学学院综合植物科学学院植物病理学和植物微生物生物学副教授凯西·霍奇 (Kathie Hodge) 教米什拉如何培养干净的菌丝体培养物，因为当你将电极粘在真菌中。

米什拉开发的系统由一个电气接口和一个控制器组成，该电气接口可以阻挡振动和电磁干扰，并实时准确地记录和处理菌丝体的电生理活动，而控制器的灵感来自于中央模式发生器（一种神经回路）。本质上，该系统读取原始电信号，对其进行处理并识别菌丝体的节律性尖峰，然后将该信息转换为数字控制信号，发送到机器人的执行器。

建造了两个生物混合机器人：一个形状像蜘蛛的软机器人和一个轮式机器人。

机器人完成了三个实验。首先，机器人分别行走和滚动，作为对菌丝体信号中自然连续尖峰的响应。然后研究人员用紫外线刺激机器人，使它们改变步态，展示菌丝体对环境做出反应的能力。在第三种情况下，研究人员能够完全覆盖菌丝体的天然信号。

其影响远远超出了机器人和真菌领域。

“这种项目不仅仅是控制机器人，”米什拉说。“这也是为了与生命系统建立真正的联系。因为一旦你听到信号，你也会明白发生了什么。也许这个信号来自某种压力。所以你会看到身体反应，因为那些我们无法想象的信号，但是机器人正在进行可视化。”共同作者包括意大利佛罗伦萨大学的 Johnson、Hodge、Jaeseok Kim 以及本科生研究助理 Hannah Baghdadi。

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