Forscher der Cornell University haben die Myzelien von Pilzen genutzt, um zwei Roboter anzutreiben. Myzelien, das unterirdische Pilzgeflecht, aus dem die Pilze als oberirdische Früchte wachsen, können Licht und chemische Reaktionen wahrnehmen und über elektrische Signale kommunizieren. Dies macht sie zu einer neuartigen Komponente in der Hybridrobotik, die eines Tages Erntebedingungen erkennen könnte, die für den Menschen unsichtbar sind.
Die Cornell-Forscher schufen zwei Roboter: einen weichen, spinnenartigen und einen vierrädrigen Buggy. Die Forscher nutzten die Fähigkeit der Myzelien, Licht zu erkennen, um die Maschinen mit ultraviolettem Licht zu steuern. Das Projekt erforderte die Zusammenarbeit von Experten aus den Bereichen Mykologie (Pilzkunde), Neurobiologie, Maschinenbau, Elektronik und Signalverarbeitung.
„Wenn wir an ein synthetisches System denken – sagen wir an einen passiven Sensor -, dann verwenden wir ihn nur für einen einzigen Zweck“, erklärt der Hauptautor Anand Mishra. „Aber lebende Systeme reagieren auf Berührung, auf Licht, auf Wärme, sie reagieren sogar auf unbekannte Signale. Also dachten wir uns: OK, wenn wir zukünftige Roboter bauen wollen, wie können sie in einer unerwarteten Umgebung funktionieren? Wir können uns diese lebenden Systeme zunutze machen, und der Roboter wird auf jeden unbekannten Input reagieren.
Der Pilzroboter verwendet eine elektrische Schnittstelle, die (nachdem sie Störungen durch Vibrationen und elektromagnetische Signale eliminiert hat) die elektrophysikalische Aktivität der Myzelien in Echtzeit aufzeichnet und verarbeitet. Ein Controller, der einen Teil des zentralen Nervensystems von Tieren imitiert, fungiert als „eine Art neuronaler Schaltkreis“. Das Team entwickelte den Controller so, dass er das elektrische Rohsignal des Pilzes liest, verarbeitet und in digitale Steuersignale umwandelt. Diese wurden dann an die Aktoren der Maschine weitergeleitet.
Die beiden Pilzroboter führten erfolgreich drei Experimente durch, darunter das Gehen und Rollen als Reaktion auf die Signale der Myzelien und die Änderung der Gangart als Reaktion auf UV-Licht. Den Forschern gelang es auch, die Signale des Pilzmyzels zu übersteuern, um die Roboter manuell zu steuern – eine entscheidende Komponente für den Einsatz späterer Versionen in der freien Natur.
Die Weiterentwicklung dieser Technologie könnte zu fortschrittlicheren Versionen führen, die die Fähigkeit des Myzels nutzen, chemische Reaktionen zu erkennen. „In diesem Fall haben wir Licht als Input verwendet, aber in Zukunft werden es Chemikalien sein“, sagt Rob Shepherd, Professor für Maschinenbau und Luft- und Raumfahrttechnik an der Cornell University und Hauptautor der Studie. Die Forscher glauben, dass dies in Zukunft zu Robotern führen könnte, die die Bodenchemie in Nutzpflanzen erkennen und entscheiden, wann mehr Dünger hinzugefügt werden muss, „um vielleicht die nachgeschalteten Auswirkungen der Landwirtschaft wie schädliche Algenblüten zu mildern“, so Shepherd.
