建造機器人需要時間、技術技能和合適的材料，有時還需要一點真菌。

在創造一對新機器人時，康乃爾大學的研究人員培養了一種不太可能的成分，它不是在實驗室而是在森林地面上發現的：真菌菌絲體。透過利用菌絲體固有的電訊號，研究人員發現了一種控制「生物混合」機器人的新方法，這種機器人可能比純合成機器人更好地對環境做出反應。

該團隊的論文“真菌菌絲體電生理測量介導的機器人感覺運動控制”已發布在科學機器人。主要作者是阿南德·米甚拉(Anand Mishra)，他是康奈爾大學工程學院機械與航空航天工程教授羅布·謝潑德(Rob Shepherd) 領導的有機機器人實驗室的研究員，也是該論文的資深作者。

「這篇論文是許多論文中的第一篇，將利用真菌王國向機器人提供環境感知和命令信號，以提高它們的自主水平，」謝潑德說。「透過將菌絲體培養到機器人的電子裝置中，我們能夠讓生物混合機器感知環境並做出反應。在這種情況下，我們使用光作為輸入，但未來它將是化學的。未來的潛力機器人可以感知中耕作物的土壤化學成分，並決定何時添加更多肥料，例如，也許可以減輕有害藻華等農業下游影響。

在設計未來的機器人時，工程師們從動物王國，用機器模仿生物移動的方式，感知它們的環境，甚至透過排汗調節它們的內部溫度。有些機器人融入了活體材料，例如來自肌肉組織的細胞，但那些機器人複雜的生物系統很難保持健康和功能。畢竟，讓機器人生存並不總是那麼容易。

菌絲體是蘑菇的地下營養部分，它們具有許多優點。它們可以在惡劣的條件下生長。它們還具有感知化學和生物信號並對多種輸入做出響應的能力。

「如果你考慮一個合成系統——比如說任何被動感測器——我們只是將它用於一個目的。但是生命系統會對觸摸做出反應，對光做出反應，對熱做出反應，甚至對一些未知因素做出反應，就像訊號一樣，」米甚拉說。「這就是為什麼我們認為，好吧，如果你想建造未來的機器人，它們如何在意想不到的環境中工作？我們可以利用這些生命系統，任何未知的輸入進來，機器人都會做出反應。”

然而，找到一種將蘑菇和機器人結合的方法不僅僅需要精通技術和園藝技能。

「你必須有背景機械工業、電子學、一些真菌學、一些神經生物學、某種信號處理，」米甚拉說。「所有這些領域聚集在一起構建了這種系統。

米甚拉與一系列跨學科研究人員合作。他諮詢了神經生物學和行為學高級研究員布魯斯·約翰遜（Bruce Johnson），並學會如何記錄電訊號它們在菌絲體膜的神經元樣離子通道中攜帶。農業與生命科學學院綜合植物科學學院植物病理學和植物微生物生物學副教授凱西·霍奇 (Kathie Hodge) 教米甚拉如何培養乾淨的菌絲體培養物，因為當你將電極粘在真菌中。

米甚拉開發的系統由一個電氣介面和一個控制器組成，該介面可以阻擋振動和電磁幹擾，並即時準確地記錄和處理菌絲體的電生理活動，而控制器的靈感來自於中央模式發生器（一種神經迴路）。本質上，該系統讀取原始電訊號，對其進行處理並識別菌絲體的節律性尖峰，然後將該資訊轉換為數位控制訊號，發送到機器人的執行器。

建造了兩個生物混合機器人：一個形狀像蜘蛛的軟機器人和一個輪式機器人。

機器人完成了三個實驗。首先，機器人分別行走和滾動，作為對菌絲體訊號中自然連續尖峰的反應。然後研究人員用紫外線刺激機器人，使它們改變步態，並展示菌絲體對環境做出反應的能力。在第三種情況下，研究人員能夠完全覆蓋菌絲體的天然訊號。

其影響遠遠超出了機器人和真菌領域。

「這種計畫不僅僅是控制機器人，」米甚拉說。「這也是為了與生命系統建立真正的聯繫。因為一旦你聽到信號，你也會明白髮生了什麼。也許這個信號來自某種壓力。所以你會看到身體反應，因為那些我們無法想像的信號，但是機器人正在進行可視化。共同作者包括義大利佛羅倫斯大學的 Johnson、Hodge、Jaeseok Kim 以及本科生研究助理 Hannah Baghdadi。

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