Un team di ricercatori della Cornell University ha sviluppato una nuova tipologia di robot bioibridi, controllati tramite impulsi elettrici generati dai miceli dei funghi. Questa innovazione rivoluzionaria, documentata nell’articolo pubblicato su Science Robotics da Anand Mishra e i suoi colleghi del Laboratorio di Robotica Organica della Cornell, offre la possibilità di creare macchine che riescono a reagire in maniera autonoma agli stimoli ambientali, migliorando l’interazione rispetto ai tradizionali robot sintetici.

Il micelio è la parte vegetativa dei funghi, presente nel sottosuolo, e si distingue per la sua capacità di crescere in condizioni avverse e per la sua abilità nel captare segnali chimici e biologici, rispondendo a molteplici input esterni. I ricercatori hanno sfruttato queste proprietà per creare un sistema di controllo che consente ai robot di adattarsi alle variazioni nell’ambiente circostante. Questo rende i robot bioibridi potenzialmente più sensibili e flessibili rispetto ai loro omologhi puramente sintetici.

Controllo bioibrido tramite impulsi elettrici

Il micelio emette segnali elettrici che sono stati utilizzati come fonte di controllo per i robot. Il sistema sviluppato da Mishra consente di intercettare questi segnali elettrofisiologici attraverso un’interfaccia elettrica in grado di bloccare le interferenze e registrare accuratamente l’attività elettrica del micelio in tempo reale. I segnali vengono poi convertiti in impulsi digitali, che controllano gli attuatori del robot. Questo processo è simile a quello dei circuiti neuronali, con il sistema che traduce i picchi ritmici naturali del micelio in comandi per il movimento del robot.

I ricercatori hanno progettato due robot bioibridi: uno con forma di ragno e un altro su ruote. Entrambi hanno completato con successo una serie di esperimenti. Il primo esperimento ha mostrato che i robot erano in grado di camminare e muoversi grazie ai segnali spontanei generati dal micelio. In seguito, sottoponendo i robot alla luce ultravioletta, si è osservato un cambiamento nei loro movimenti, dimostrando la capacità dei miceli di reagire agli stimoli ambientali. Infine, i ricercatori sono riusciti a sovrascrivere completamente il segnale nativo del micelio, mostrando la flessibilità del sistema.

Implicazioni e potenziali applicazioni

Le potenziali applicazioni di questa tecnologia sono molteplici e si estendono ben oltre il campo della robotica. Un esempio proposto dagli stessi ricercatori è l’utilizzo di questi robot bioibridi in agricoltura. Grazie alla capacità dei miceli di rilevare e rispondere a segnali chimici, i robot potrebbero monitorare in tempo reale la chimica del suolo e intervenire autonomamente, ad esempio decidendo quando aggiungere fertilizzanti, con l’obiettivo di migliorare la sostenibilità agricola e ridurre fenomeni dannosi come le fioriture algali.

La fusione tra componenti biologici e tecnologici non solo migliora l’efficienza dei robot, ma crea anche una connessione tra il sistema vivente e la macchina. Questo progresso potrebbe aprire nuove strade per l’integrazione della robotica nei processi biologici e ambientali.

La ricerca è stata sostenuta dalla National Science Foundation, dal Dipartimento dell’Agricoltura degli Stati Uniti e dal programma NSF Signal in Soil.