Mitad hongo, mitad robot. Más allá de las proporciones, el ingenio recientemente divulgado por un equipo de científicos de la Universidad de Cornell, en Nueva York, y la Universidad de Florencia, en Italia, sorprende por la simbiosis entre elementos de la naturaleza y las piezas mecánicas. La disrupción queda en manifiesto al enterarnos de que este autómata con cuatro patas es controlado por formaciones fúngicas.
Los investigadores usan el micelio de los hongos para controlar al robot. En concreto, toman provecho de las señales eléctricas que se transmiten a través de esas ramificaciones que se forman en setas y mohos. Según explicamos cuando conocimos a este desarrollo biohíbrido, el logro consiste en la conversión de las reacciones naturales del micelio en señales de control digital.
Un elemento clave en el sistema es el empleo de luz ultravioleta, que provoca las señales eléctricas en el micelio. Este responde a variaciones químicas del suelo y también al recibir luz, generando energía. Según los especialistas, es un mecanismo similar al funcionamiento de las neuronas.
“Desarrollamos un controlador vivo”
“El proyecto empezó durante una conversación sobre cómo los hongos se comunican bajo tierra con los árboles y su naturaleza robusta, sumada a múltiples capacidades de detección. Uno de nosotros sugirió: ¿por qué no construir un robot con ellos?”. Ese fue el momento eureka”, dice en diálogo con TN Tecno Anand Kumar Mishra, investigador de la Universidad de Cornell y autor principal del estudio que se publicó en la revista Science Robotics.
– ¿Se sabe a ciencia cierta para qué utilizan los hongos este tipo de energía?
– Trabajos anteriores sugirieron que los hongos pueden producir señales eléctricas debido a sus canales iónicos y bombas de protones. Sin embargo, aún no se entiende por qué producen rítmicamente estas señales.
– En la investigación, enfatizan la naturaleza biohíbrida de este desarrollo. ¿Por qué es relevante en robótica “ir más allá” del laboratorio y observar lo que sucede en la naturaleza?
– En primer lugar, imitar las capacidades biológicas puede ser un desafío debido a las limitaciones en escala, factor de forma y tecnología de materiales. Una forma de introducir funcionalidades similares, como la detección de señales biológicas y químicas, es utilizando los propios organismos. Los micelios, por ejemplo, son resilientes y tienen la capacidad de detectar cambios ambientales, lo que los hace ideales para su integración en robots. Estos autómatas biohíbridos pueden utilizarse luego para estudiar entornos naturales, en particular en entornos agrícolas.
– ¿Qué relevancia tiene el trabajo multidisciplinario en investigaciones como esta?
– Para este proyecto necesitábamos conocimientos en ingeniería mecánica, robótica, procesamiento de señales, electrofisiología y biología fúngica. Lograr nuestros objetivos hubiera sido muy difícil sin este enfoque multidisciplinar.
– Enfocándonos en el robot, ¿cómo han conseguido traducir los procesos del hongo en una energía que genere movimiento?
– Leemos las señales eléctricas generadas por los hongos, que aparecen como espigas. Al medir el ancho y la altura de estas espigas, las convertimos en señales digitales. Estas señales controlan una válvula solenoide conectada a un actuador. Cuando detectamos una espiga, la válvula se enciende y activa el actuador, provocando el movimiento. Si no hay espiga, la válvula permanece cerrada. Este método se utiliza de manera similar para controlar los motores del robot, que traducen la actividad de los hongos en movimiento mecánico.
– ¿Qué ventajas ofrece un desarrollo como este? ¿Es válido decir que permitiría prescindir de baterías y conexiones por cable?
– Hemos desarrollado un controlador vivo que utiliza señales de hongos en tiempo real para dirigir las acciones. Si bien aún no hemos llegado al punto en que esta tecnología pueda reemplazar las baterías y las conexiones por cable, el potencial del “cableado de hongos” para proporcionar estas capacidades en el futuro es prometedor.
– ¿Qué usos prevén para este tipo de robot?
– Las posibles aplicaciones de los robots biohíbridos de micelio son particularmente prometedoras en áreas como la agricultura digital, donde podrían usarse para la detección y el monitoreo del suelo. También podrían desempeñar un papel en la detección radiológica, ofreciendo nuevas herramientas para la vigilancia y la seguridad ambientales. Estas aplicaciones aprovechan las propiedades únicas del micelio para interactuar con los procesos y condiciones naturales y responder a ellos.
Para las pruebas, los investigadores cultivaron hongos en un laboratorio, que luego se integraron en un robot impreso en 3D. En el camino, una interfaz lee y procesa con la actividad eléctrica del micelio a medida que responde al entorno.
¿Qué sigue para este ingenio? Según dice Mishra, “en el futuro la investigación se centrará en explorar señales químicas adicionales utilizando el método de interconexión desarrollado”. Además, el científico de la universidad neoyorkina dijo que planean hacer crecer micelios en todo el cuerpo del robot. En ese marco, prevén tomar provecho de algunas de las características de esas ramificaciones de los hongos, por ejemplo su gran resistencia, lo que le permitiría trabajar en entornos hostiles, por ejemplo en el espacio exterior.
