کنترل مغز ربات به یک قارچ واگذار شد + ویدیو_اصفهانیا

هیچ‌کس نمی‌داند هنگامی شبکه‌های میسلیوم گسترده قارچ‌ها با عکس العمل‌های الکتروشیمیایی شبیه 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 این 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 نوشته انجام دادند. آن‌ها طوری 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 منفعت گیری کرد؛ درنتیجه می‌توان دستگاهی مکانیکی را حرکت داد و راه‌اندازی کرد.

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

تلفیق بافت زنده با ماشین اتفاق جدیدی نیست؛ تکامل صدها میلیون سال برای بهبود مکانیزم‌های آلی زمان داشت؛ به این علت 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 حاضر به‌راحتی با الزامات نسبتاً ساده و توانایی بقا در شرایطی که تعداد بسیاری از موجودات دیگر دچار مشکل خواهد شد، 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 زیاد تر از دید نهان می‌همانند و درحالی‌که زیر خاک در جست‌وجوی منبع های می باشند، به تغییرات محیط اطراف خود عکس العمل نشان خواهند داد. تعدادی از گونه‌ها حتی با فعالیت‌های غشایی که همانند جواب‌های عصبی خودمان است، صدا تشکیل می‌کنند و به محققان امکان خواهند داد پنهانی به او گفت‌و‌گوهای مخفی آن‌ها گوش دهند.

با منفعت گیری از الگوریتم‌های مبتنی بر الکتروفیزیولوژی خارج سلولی و تغذیه میکروکنترلر با داده‌های خروجی، محققان از تحول جواب‌های مکانیکی در ۲ نوع گوناگون دستگاه‌های متحرک منفعت گیری کردند.

در آزمایش‌های کنترل‌شده، پژوهشگران از سیگنال‌های قارچ پرورش‌یافته برای کنترل حرکات ربات نرم پنج‌پا و وسیله نقلیه چهارچرخ منفعت گیری کردند. آن‌ها توانستند بر حرکات طبیعی تولیدشده‌ توسط قارچ‌ها تأثیر بگذارند و توانمندیهای حسی سیستم را برای رسیدن‌ به مقصد 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؛ چون هنگامی که یک سیگنال را می‌شنوید، فهمید می‌شوید که چه اتفاقی می‌افتد. احتمالا این سیگنال از نوعی اضطراب بیاید و شما جواب فیزیکی را می‌بینید. نمی‌توانیم سیگنال‌های قارچ را تجسم کنیم اما ربات درحال تصویرسازی آن است.»

چشم‌اندازی برای آینده

هر چه مقدار هم «Roboshroom» دست‌وپاچلفتی به‌ نظر برسد، قیمت واقعی این سیستم امکان پذیر روزی در تنظیمات مکانیکی ساده‌تر که تغییرات پیچیده در نشانه‌های محیطی را تفسیر می‌کند، فهمیدن شود. همانند سیستمی که مقادیر دقیقی از مواد مغذی، آفت‌کش‌ها یا سطوح آلاینده را به محیط خاک رساند یا حتی نسبت به تغییرات بدن ما عکس العمل نشان دهد.

حکمت عمیق‌تری در صدای قارچ‌ها وجود دارد که ما به‌تازگی اغاز به فهمیدن آن کرده‌ایم. قارچ‌ها احتمالا روزی به ما بگویند چه رؤیایی در سر دارند.

نتایج پژوهش حاضر در مجله Science Robotics چاپ شده است.