Роботы-грибы управляются светом

11.09.2024

Одна из самых удивительных разработок в области использования природных материалов в робототехнике появилась благодаря усилиям группы исследователей из Корнельского университета. Они создали роботов, управляемых с помощью грибных мицелиальных нитей. Эти живые структуры могут не только реагировать на свет, но и передавать электрические сигналы, что открывает путь к созданию гибридных роботов с уникальными возможностями.

Мицелий представляет собой подземную сеть грибов, обладающую способностью улавливать свет, реагировать на химические раздражители и передавать электрические импульсы. Эти свойства делают его идеальным кандидатом для создания сенсорных систем в роботах, которые могут работать в условиях, недоступных для обычных технологий. По словам исследователей, такие роботы могут в будущем помочь обнаруживать невидимые для человека изменения в окружающей среде, например, в сельском хозяйстве.

Команда ученых разработала два экспериментальных робота. Первый из них - мягкий робот в форме паука, второй - четырехколесное транспортное средство, напоминающее багги. Оба устройства были оснащены мицелиальными нитями, которые реагировали на ультрафиолетовый свет. Это позволило роботам изменять свое поведение и движение в ответ на световые сигналы. Такое использование мицелия делает роботов чувствительными к окружающей среде, что является ключевым преимуществом перед традиционными синтетическими сенсорами.

Руководитель проекта Ананд Мишра отмечает, что живые системы, такие как мицелий, обладают гораздо большей функциональностью, чем обычные искусственные сенсоры: "Синтетические системы часто ограничены одной функцией, тогда как живые организмы могут одновременно реагировать на множество раздражителей, таких как свет, тепло, прикосновения и даже неизвестные сигналы," - объясняет он. Это открывает новые возможности для создания роботов, которые смогут работать в непредсказуемых и сложных условиях.

Для того чтобы роботизированные устройства могли эффективно использовать сигналы от мицелия, ученые разработали специальный электрический интерфейс. Он позволил записывать и обрабатывать электрическую активность мицелия в реальном времени. Контроллер, разработанный командой, имитировал функции нервной системы животных, преобразовывая сигналы от мицелия в команды для роботов. Эта технология позволила роботам автономно изменять свое поведение в зависимости от окружающих условий.

Разработанные роботы прошли серию успешных экспериментов. В трех испытаниях роботы меняли траекторию своего движения в ответ на световые сигналы и электрическую активность мицелия. Более того, исследователи смогли вручную управлять роботами, что является важным шагом на пути к практическому применению этой технологии.

Одной из наиболее перспективных областей применения роботов-грибов является сельское хозяйство. Исследователи планируют в будущем использовать мицелий для анализа химического состава почвы. Это позволит роботам определять, когда необходимо вносить удобрения, что поможет снизить использование химикатов и уменьшить загрязнение окружающей среды, например водоемов.

Проект роботов, основанных на грибных мицелиальных нитях, открывает новые горизонты для использования биологических материалов в робототехнике. Гибкость и многозадачность мицелия могут сделать таких роботов незаменимыми в областях, требующих чувствительных сенсорных систем, способных адаптироваться к сложным и изменяющимся условиям.

<< Назад: Оптимальное время для отхода ко сну 11.09.2024

>> Вперед: Употребление яиц помогает стать умнее 10.09.2024

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Почвенные батареи для хранения солнечной энергии под землей 02.10.2022 Британские ученые предложили интересный концепт хранения солнечной энергии под землей. Идея заключается в создании аккумуляторов для хранения и передачи "зеленой" энергии на основе микробов, обитающих в почве, а именно: стимулировать определенные микроорганизмы в почве, используя углубленные электроды для получения электричества от солнечных батарей. По словам доктора Майкла Харботтла из Университета Кардиффа, проект может получиться масштабным. Ученый верит, что использовать богатый природный ресурс, почву для решения проблемы хранения возобновляемой энергии просто необходимо. Процесс передачи энергии в почве чем-то похож на фотосинтез, когда растения поглощают CO2 и превращают его в кислород. Некоторые процессы фотосинтеза происходят под землей. Подземные живые организмы, по мнению исследователя, смогут использовать полученную энергию для уменьшения содержания углекислого газа и создания более сложного химического вещества - ацетата. Харботтл говорит, что ацетат может сохранять химическую энергию. Если активировать микробный топливный элемент, бактерии начнут расщеплять ацетат. Ацетат в больших количествах может навредить другим организмам. И ученый пока думает над тем, как решить эту проблему, однако сам метод не нуждается в ресурсоемких или опасных химических веществах, таких как литий, используемый в других аккумуляторных технологиях. Метод создает органические молекулы, которые и так присутствуют в почве и естественно производятся микроорганизмами, просто в меньших количествах. Прототип будет функционировать ежедневно, накапливая солнечную энергию для использования в ночное время. Планируется, что "почвенные" батареи установят под солнечными электростанциями и солнечными панелями.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025