MÜNCHEN (IT BOLTWISE) – Forscher der Cornell University erforschen, wie Pilzmyzel zur Steuerung von Biohybrid-Robotern genutzt werden kann, um die natürliche Sensibilität dieser Organismen zur Verbesserung der Roboterautonomie zu nutzen.
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Der Bau von Robotern erfordert normalerweise Technik, Können und geeignete Materialien. Doch nun integrieren Wissenschaftler der Cornell University Myzel, das im Waldboden zu finden ist, in das Design neuer Biohybrid-Roboter. Diese pilzbasierten Komponenten könnten Robotern einen Vorteil in der Umwelterkennung und Anpassungsfähigkeit verschaffen, der über das hinausgeht, was herkömmliche Robotertechnologien leisten können.
Das Forschungsteam um Professor Rob Shepherd vom Organic Robotics Lab der Cornell University hat zwei Biohybrid-Roboter entwickelt, die auf den natürlichen elektrischen Signalen von Myzel basieren. In einer Studie, die in *Science Robotics* veröffentlicht wurde, zeigen diese Roboter eine größere Anpassungsfähigkeit an ihre Umgebung im Vergleich zu rein synthetischen Robotern.
Der weiche, spinnenförmige Roboter und ein radgetriebenes Gegenstück nutzen beide das Pilzmyzel, um Umweltreize zu erkennen und darauf zu reagieren. Myzel, der vegetative Teil von Pilzen, ist dafür bekannt, chemische und biologische Signale in der Umgebung wahrzunehmen, was es zu einem idealen natürlichen Partner für autonome Systeme macht.
“Dies ist das erste von vielen Experimenten, die zeigen, dass das Pilzreich Robotern helfen kann, ihre Umgebung zu erkennen und darauf zu reagieren”, sagt Professor Shepherd. “Durch die Integration von Myzel in die Elektronik eines Roboters ermöglichen wir es diesen Maschinen, mit ihrer Umgebung zu interagieren, beginnend mit der Lichterkennung. In Zukunft könnten diese Roboter sogar die Bodenchemie in der Landwirtschaft überwachen und dabei helfen, den Einsatz von Düngemitteln zu steuern.”
In drei Experimenten demonstrierten die Biohybrid-Roboter diese Anpassungsfähigkeit. Im ersten Experiment zeigte sich, dass die Roboter in Reaktion auf die natürliche elektrische Aktivität des Myzels Bewegung erzeugen konnten. Im zweiten Test wurde ultraviolettes Licht verwendet, um ihre Bewegungen zu beeinflussen, was zeigt, dass die Roboter ihr Verhalten basierend auf externen Reizen anpassen können. Schließlich übernahmen die Forscher die Kontrolle über die Roboter, indem sie die Myzelsignale außer Kraft setzten und so bewiesen, dass diese biologischen Systeme mit herkömmlicher Robotik zusammenarbeiten können.
Anand Mishra, der Hauptautor der Studie, sieht großes Potenzial darin, lebende Systeme zur Verbesserung der Roboteranpassung zu nutzen. “Lebende Systeme können auf viele Reize reagieren – Licht, Wärme, Berührung und sogar unbekannte Signale”, erklärt Mishra. “Dies könnte neue Möglichkeiten für Roboter eröffnen, die in unvorhersehbaren Umgebungen arbeiten.”
Die Auswirkungen dieser Forschung sind weitreichend. Roboter, die mithilfe biologischer Signale ihre Umgebung erkennen und darauf reagieren können, könnten in der Landwirtschaft, der Umweltüberwachung und darüber hinaus eingesetzt werden. Diese Roboter könnten eines Tages zur Analyse der Bodenbeschaffenheit eingesetzt werden und den Einsatz von Düngemitteln automatisch anpassen, um Probleme wie schädliche Algenblüten in Gewässern zu verhindern.
Diese Forschung, die von mehreren renommierten Organisationen wie der National Science Foundation (NSF) und dem U.S. Department of Agriculture finanziert wurde, zeigt eine neue Richtung für Biohybrid-Roboter. Indem die Lücke zwischen Natur und Technologie geschlossen wird, erweitern die Wissenschaftler der Cornell University die Grenzen dessen, was autonome Roboter leisten können.
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