自然の知恵を活用: 菌類の菌糸で制御される環境監視ロボット

Tokyoコーネル大学の研究者たちは、菌類の菌糸体を用いて新しいタイプのロボットを開発しました。これらのロボットは、菌糸体からの電気信号を利用して周囲と相互作用し、環境の変化を検知します。アナンド・ミシュラとロブ・シェパードが率いるチームが、その研究成果を「サイエンス・ロボティクス」誌で発表しました。

菌類の菌糸体は、地下で生息し、さまざまな信号を感知して反応する能力を持っています。研究者たちは、ロボットに菌糸体を組み込むことで、より柔軟で応答性の高い機械を開発しました。この研究は、生物と人工の部品を組み合わせることで、ロボットの機能を向上させる大きな進歩です。

この革新にはいくつかの重要な特徴があります。

バイオハイブリッドロボットは、環境センサーの機能を高めるために菌類の菌糸体を利用しています。2つのプロトタイプが開発されており、1つはクモに似た柔らかいロボット、もう1つは車輪付きのロボットです。菌糸体は光、触覚、熱といった様々な刺激に反応します。将来的には農業の監視や環境の検知などに応用される可能性があります。

研究者たちは菌類の菌糸の特性を活用して、予測不可能な状況で機能するロボットの開発を進めています。従来のロボットは事前に設定された反応に頼り、感知能力が限られているため、こうした状況に対応するのが困難です。しかし、菌糸は複数の入力を処理し、電気信号を生成することができるため、これによって生体ハイブリッドロボットはリアルタイムで適応し、より信頼性の高い自律的なソリューションを提供します。

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この研究はスマート農業の新たな可能性を広げます。菌糸を持つロボットが土壌の質を調べ、自動的に適切な肥料の量を判断することができます。これにより、農業の効率が向上し、環境への影響が軽減されるでしょう。

ロボットに生体システムを組み込むことで、材料科学の進歩に寄与する可能性があります。例えば、菌糸体は強靭で成長しやすいため、自己修復や自己組立が可能なロボットの製作に役立つかもしれません。このアプローチにより、ロボットの耐久性が向上し、メンテナンスが少なくて済むようになるため、さまざまな状況での応用が期待されます。

実験では、両方のロボットが菌糸体からの自然な電気信号に反応しました。紫外線を浴びると、それらの動きが変化し、菌糸体がこの光に反応できることが示されました。さらに、追加のテストにより、私たちが菌糸体の信号を制御できることが示され、人間がこれらのバイオハイブリッドシステムを制御する可能性が示唆されました。

この研究により、より使いやすく、独立性の高いロボットの開発が進む可能性があり、農業や環境モニタリングなど多くの産業に変革をもたらすかもしれません。菌類の菌糸体には、機械をより応答性と適応性に優れたものにする特別な特性があります。