杏鮑菇機器人“駕駛員”

從機器義肢到腦機接口，在人身上“嵌入”機器，讓機器為人類服務早已不是新鮮事。可是反過來呢？如果在機器人身上配備人類或其他生命體的組織或細胞，讓機器人受生命體控制，會是怎樣的場景？

在美國康奈爾大學的實驗室里，一臺長得像海星的機器人正收縮著五條觸手，在木地板上行走。這臺機器人既沒有安裝電池，也沒有連接插座，而是由一種我們常見的食材——杏鮑菇來控制的。2024年，來自美國康奈爾大學的研究人員使用杏鮑菇的菌絲體，成功控制了多種不同形態的機器人。一起看看科學家們怎么讓杏鮑菇“駕駛”機器人的吧！

如今，機器人已經可以幫人類做很多事情，比如打掃衛生、照顧病人、鋪設電纜……然而，這些機器人能完成的工作和人類相比仍存在局限。因為機器人的傳感器往往只能檢測單一類別的信號，比如壓力信號、光信號、熱信號等，而生命體能對多種信號作出響應。

既然如此，能不能讓生命體和機器人融為一體呢？一些科學家提出了生物混合機器人的設想。生物混合機器人可以理解成一種將植物、動物或真菌的細胞與合成材料結合起來的機器人。比如：基于老鼠神經元的微型生物混合機器人能夠行走、游泳；用水母細胞制作的游泳機器人可用于海洋勘探；使用大鼠肌肉細胞的機器人能夠行走和旋轉。但問題也隨之而來，在生物混合機器人中使用動物細胞既昂貴，又可能涉及倫理問題；如果換成植物細胞，其對信號刺激的反應又比較遲緩。本次科學家嘗試用杏鮑菇菌絲體“駕駛”機器人，在生物混合機器人領域邁出了重要的一步。

杏鮑菇是一種既美味又容易栽培的真菌。菌絲體是真菌的營養器官，它們之間有龐大的“通訊網絡”。當環境發生變化，相互連接的菌絲體會放出電脈沖，傳遞信息。

研究人員還發現，杏鮑菇的菌絲體對紫外線非常敏感。菌絲體被照射到的紫外線越多，產生的電信號越強烈，能讓機器人移動得越快。于是，研究人員首先培養了杏鮑菇的菌絲體，讓菌絲體包裹住電極，與電極連接起來，再將這個包裹有電極的菌絲體模塊用作機器人支架的一部分。當研究人員用紫外線照射菌絲體模塊時，菌絲體會對光照作出反應，產生電脈沖，杏鮑菇“駕駛員”就會發出信號傳遞給計算機接口。接著，計算機將這些電脈沖轉換為數字指令，并傳送到機器人的閥門和電機等部位，從而使機器人移動。這些菌絲體就像是給機器人的一對能夠感知光線的“眼睛”。

研究人員設計了兩種由杏鮑菇控制的生物混合機器人：一種長得像海星，用五條觸手行走；另一種是一輛小車，通過四個輪子前進。

這些用杏鮑菇控制的生物混合機器人具有廣泛的應用前景。比如：真菌對環境非常敏感，這些生物混合機器人可以用來檢測農田中的化學污染物、毒素或病原體；真菌能在極端環境下生存，這些生物混合機器人也能在高鹽、高酸、極地甚至輻射環境下工作……而且生物混合機器人還具有環保優勢，與傳統的機器人相比，它們對環境的影響更小。

盡管這些生物混合機器人具有巨大的潛力，但隨著時間的推移，菌絲體發出的電信號可能會變得越來越微弱。科學家們正在努力解決這一問題，研究如何通過使用信號放大系統和重新注入孢子及營養物質來延長生物混合機器人的使用壽命。相信未來，生物混合機器人會在我們的生活中發揮更大的作用，為我們探索世界提供新的可能性，甚至可以幫助我們探索太空。