در آزمایشی عجیب، دانشمندان کنترل مغز یک ربات را به یک قارچ [ساعت] دادند

اگر فرصتی فراهم شود و کنترل ربات‌ها به قارچ‌ها داده شود، آن‌ها چه کاری می‌توانند انجام دهند؟ دانشمندان پاسخ می‌دهند.

هیچ‌کس نمی‌داند وقتی شبکه‌های میسلیوم وسیع قارچ‌ها با واکنش‌های الکتروشیمیایی مشابه سلول‌های مغز خودمان تپش و ارتعاش دارند، این موجودات در خواب چه رؤیایی می‌بینند. اما اگر فرصتی فراهم شود، اگر لحظه‌ای به این شبکه آزادی داده شود، چه کاری می‌توانند بکند؟ محققان چنین شرایطی را روی ربات آزمایش کرده‌اند.

قارچ‌ها در بدن ربات

تیمی بین‌رشته‌ای از محققان «دانشگاه کورنل» در ایالات متحده و «دانشگاه فلورانس» در ایتالیا اقداماتی در جهت کشف این موضوع انجام دادند. آن‌ها گونه‌ای قارچ خوراکی به نام «پلوروتوس ارینجی» (که قارچ شاه صدف نیز شناخته می‌شود.) را برای کنترل یک جفت وسیله‌ نقلیه رباتیک به کار گرفتند. این وسایل می‌توانستند تکان بخورند و روی سطحی صاف حرکت کنند.

از طریق مجموعه‌ای از آزمایش‌ها، محققان نشان دادند می‌توان از فعالیت الکتروفیزیولوژیکی قارچ، به‌جای واسطی برای تبدیل سیگنال‌های محیطی به دستورالعمل‌ها استفاده کرد؛ درنتیجه می‌توان دستگاهی مکانیکی را حرکت داد و راه‌اندازی کرد.

«راب شپرد»، محقق ارشد این پژوهش، می‌گوید: «با رشد میسلیوم در بخش‌های الکترونیک ربات، توانستیم به این دستگاه بیوهیبریدی اجازه دهیم به محیط حساس بشود و به آن پاسخ دهد.»

تلفیق بافت زنده با ماشین اتفاق جدیدی نیست؛ تکامل صدها میلیون سال برای بهبود مکانیزم‌های آلی وقت داشت؛ بنابراین طبیعی است برای ساختن دستگاه‌های قوی، حساس، متحرک و متفکر به زیست‌شناسی روی بیاوریم.

گامی بزرگ برای فناوری سایبرنتیک

به‌طوری شگفت‌آور، قارچ شاه صدف معدن طلای دست‌نخورده برای فناوری سایبرنتیک است. این موجود به‌راحتی با الزامات نسبتاً ساده و توانایی بقا در شرایطی که بسیاری از موجودات دیگر دچار مشکل می‌شوند، رشد می‌کند. این قارچ می‌تواند انواع اجزای زنده و قوی را در اختیار مهندسان قرار بدهد تا تقریباً هر نیاز حسی یا حتی محاسباتی را برآورده کند.

شبکه‌های رشته‌ای و ریزقارچی که اغلب از دید پنهان می‌مانند و درحالی‌که زیر خاک در جست‌وجوی منابع هستند، به تغییرات محیط اطراف خود واکنش نشان می‌دهند. تعدادی از گونه‌ها حتی با فعالیت‌های غشایی که شبیه پاسخ‌های عصبی خودمان است، صدا ایجاد می‌کنند و به محققان امکان می‌دهند پنهانی به گفت‌و‌گوهای مخفی آن‌ها گوش دهند.

با استفاده از الگوریتم‌های مبتنی بر الکتروفیزیولوژی خارج سلولی و تغذیه میکروکنترلر با داده‌های خروجی، محققان از تغییر پاسخ‌های مکانیکی در 2 نوع مختلف دستگاه‌های متحرک استفاده کردند.

در آزمایش‌های کنترل‌شده، پژوهشگران از سیگنال‌های قارچ پرورش‌یافته برای کنترل حرکات ربات نرم پنج‌پا و وسیله نقلیه چهارچرخ استفاده کردند. آن‌ها توانستند بر حرکات طبیعی تولیدشده‌ توسط قارچ‌ها تأثیر بگذارند و توانایی‌های حسی سیستم را برای رسیدن‌ به هدف نهایی نشان دهند.

«آناند میشرا»، متخصص زیست رباتیک دانشگاه کورنل، می‌گوید: «این پروژه فقط مربوط به کنترل ربات نیست، بلکه درمورد ارتباطی واقعی با سیستمی زنده است؛ زیرا هنگامی که یک سیگنال را می‌شنوید، متوجه می‌شوید که چه اتفاقی می‌افتد. شاید این سیگنال از نوعی اضطراب بیاید و شما پاسخ فیزیکی را می‌بینید. نمی‌توانیم سیگنال‌های قارچ را تجسم کنیم اما ربات درحال تصویرسازی آن است.»

چشم‌اندازی برای آینده

هر چقدر هم «Roboshroom» دست‌وپاچلفتی به‌ نظر برسد، ارزش واقعی این سیستم ممکن است روزی در تنظیمات مکانیکی ساده‌تر که تغییرات پیچیده در نشانه‌های محیطی را تفسیر می‌کند، درک شود. مانند سیستمی که مقادیر دقیقی از مواد مغذی، آفت‌کش‌ها یا سطوح آلاینده را به محیط خاک برساند یا حتی نسبت به تغییرات بدن ما واکنش نشان دهد.

حکمت عمیق‌تری در صدای قارچ‌ها وجود دارد که ما به‌تازگی شروع به درک آن کرده‌ایم. قارچ‌ها شاید روزی به ما بگویند چه رؤیایی در سر دارند.

نتایج پژوهش حاضر در مجله Science Robotics چاپ شده است.