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Científicos construyen un robot que es mitad hongo, mitad máquina
(CNN) --Un robot con ruedas gira por el suelo. Una estrella robótica de cuerpo blando dobla sus cinco patas, moviéndose con un torpe arrastrar de pies.
Alimentados por electricidad convencional mediante enchufe o batería, estas sencillas creaciones robóticas no tendrían nada de especial, pero lo que diferencia a estos dos robots es que están controlados por una entidad viva: una seta de ostra.
Un equipo dirigido por investigadores de la Universidad de Cornell ha creado dos tipos de robots que detectan el entorno y responden a él aprovechando las señales eléctricas que emite el hongo y su sensibilidad a la luz.
Los robots son el último logro de los científicos de un campo conocido como robótica biohíbrida, que tratan de combinar materiales biológicos vivos, como células vegetales y animales o insectos, con componentes sintéticos para crear entidades en parte vivas y en parte artificiales.
Los robots biohíbridos aún no han salido del laboratorio, pero los investigadores esperan que algún día las medusas robot puedan explorar los océanos, los robots impulsados por esperma puedan administrar tratamientos de fertilidad y las cucarachas ciborg puedan buscar supervivientes tras un terremoto.
Un robot de cuerpo blando controlado por micelio fúngico sensible a la luz se impulsa a lo largo de una superficie. (Crédito: Anand Mishra)
"Los mecanismos, incluidos la computación, la comprensión y la acción como respuesta, se realizan en el mundo biológico y en el mundo artificial que han creado los humanos, y la biología la mayoría de las veces lo hace mejor que nuestros sistemas artificiales", afirma Robert Shepherd, autor principal de un estudio sobre los robots publicado el 28 de agosto en la revista Science Robotics.
"La biohibridación es un intento de encontrar componentes en el mundo biológico que podamos aprovechar, comprender y controlar para ayudar a nuestros sistemas artificiales a funcionar mejor", añade Shepherd, profesor de ingeniería mecánica y aeroespacial de la Universidad de Cornell que dirige el Laboratorio de Robótica Orgánica de la institución.
Parte hongo, parte máquina
El equipo empezó cultivando en el laboratorio la seta ostra (Pleurotus eryngii) a partir de un sencillo kit pedido por Internet. Los investigadores eligieron esta especie de seta porque crece fácil y rápidamente.
Cultivaron las estructuras filiformes o micelio del hongo, que pueden formar redes que, según el estudio, pueden detectar, comunicar y transportar nutrientes, funcionando un poco como las neuronas del cerebro. (Por desgracia, no es estrictamente exacto llamar robots a estas creaciones). La seta es el fruto del hongo; los robots funcionan gracias al micelio en forma de raíz).
El hongo, que fue cultivado en una placa de Petri, requirió de 14 a 33 días para integrarse completamente con el andamiaje del robot, según una nueva investigación dirigida por científicos de la Universidad de Cornell. (Crédito: Anand Mishra)
El micelio produce pequeñas señales eléctricas y puede conectarse a electrodos.
Andrew Adamatzky, profesor de informática no convencional en la Universidad del Oeste de Inglaterra, en Bristol, que construye ordenadores fúngicos, dijo que no está claro cómo los hongos producen señales eléctricas.
"Nadie lo sabe con certeza", afirmó Adamatzky, que no participó en la investigación pero la revisó antes de su publicación.
"Esencialmente, todas las células vivas producen picos similares a los potenciales de acción, y los hongos no son una excepción".
Para el equipo de investigadores fue todo un reto diseñar un sistema capaz de detectar y utilizar las pequeñas señales eléctricas de los micelios para controlar el robot.
"Hay que asegurarse de que el electrodo toque en la posición correcta porque los micelios son muy finos. No hay mucha biomasa", explica el autor principal, Anand Mishra, investigador postdoctoral asociado del Laboratorio de Robótica Orgánica de Cornell. "Luego los cultivas y, cuando los micelios empiezan a crecer, envuelven el electrodo".
Mishra diseñó una interfaz eléctrica que lee con precisión la actividad eléctrica bruta de los micelios y luego la procesa y convierte en información digital que puede activar los actuadores o las piezas móviles del robot.
Los robots eran capaces de andar y rodar como respuesta a los picos eléctricos generados por el micelio, y cuando Mishra y sus colegas los estimulaban con luz ultravioleta, cambiaban de marcha y trayectoria, demostrando que eran capaces de responder a su entorno.
Un robot con ruedas controlado por micelio fúngico responde a la luz y rueda sobre una superficie. (Crédito: Anand Mishra)
"A los hongos no les gusta la luz", explica Shepherd. "En función de la diferencia de intensidades (de la luz) puedes conseguir distintas funciones del robot. Se moverá más rápido o se alejará de la luz"
Un trabajo "apasionante"
Victoria Webster-Wood, profesora asociada del Grupo de Robótica Biohíbrida y Orgánica de la Universidad Carnegie Mellon de Pittsburgh, afirma que es emocionante ver más trabajos sobre robótica biohíbrida que van más allá de los tejidos humanos, animales y de insectos.
"Los hongos pueden tener ventajas sobre otros enfoques biohíbridos en cuanto a las condiciones necesarias para mantenerlos vivos", dijo Webster-Wood, que no participó en la investigación.
"Si son más robustos a las condiciones ambientales, esto podría convertirlos en un candidato excelente para robots biohíbridos con aplicaciones en agricultura y vigilancia o exploración marina".
El estudio señala que los hongos pueden cultivarse en grandes cantidades y prosperar en muchos entornos diferentes.
Los investigadores hicieron funcionar el robot rodante sin una correa de sujeción que lo conectara al hardware eléctrico, una hazaña que Webster-Wood calificó de especialmente digna de mención.
"Los robots biohíbridos verdaderamente libres de ataduras son un reto en este campo", afirma por correo electrónico, “y ver que lo consiguen con el sistema de micelio es muy emocionante”.
Robótica biohíbrida en el mundo real
La tecnología controlada por hongos podría tener aplicaciones en la agricultura, según Shepherd.
"En este caso utilizamos la luz como insumo, pero en el futuro será química. En el futuro, los robots podrían detectar la química del suelo en los cultivos en hilera y decidir cuándo añadir más fertilizante, por ejemplo, para mitigar efectos secundarios de la agricultura como la proliferación de algas nocivas", explica a Cornell Chronicle.
Según Adamatzky, los robots controlados por hongos y la informática fúngica en general tienen un enorme potencial.
También afirmó que su laboratorio ha fabricado más de 30 dispositivos de detección y computación con hongos vivos, incluido el cultivo de una piel autorregenerativa para robots que puede reaccionar a la luz y al tacto.
"Cuando se dispone de un tren motriz (sistema de transmisión) adecuado, el robot puede, por ejemplo, vigilar la salud de los sistemas ecológicos. El controlador fúngico reaccionaría a los cambios, como la contaminación atmosférica, y guiaría al robot en consecuencia", explica Adamatzky por correo electrónico.
"La aparición de otro dispositivo fúngico -un controlador robótico- demuestra de forma emocionante el notable potencial de los hongos".
Andrew Adamatzky, profesor de computación no convencional en la Universidad del Oeste de Inglaterra, ayudó a desarrollar a partir de hongos una piel auto-reparable para robots que puede reaccionar a la luz y al tacto, la cual fue descrita en un estudio separado de enero. (Crédito: Antoni Gandia)
Rafael Mestre, profesor de la Escuela de Electrónica e Informática de la Universidad de Southampton (Reino Unido) que trabaja sobre las implicaciones sociales, éticas y políticas de las tecnologías emergentes, afirma que si los robots biohíbridos se vuelven más sofisticados y se despliegan en el océano o en otro ecosistema, podrían alterar el hábitat, poniendo en entredicho la distinción tradicional entre vida y máquina.
"Estas cosas entran en la cadena trófica de un ecosistema en un lugar donde no deberían estar", dijo Mestre, que no participó en el nuevo estudio. "Si se liberan en grandes cantidades podría ser perturbador. No veo que en este momento esta investigación en particular tenga grandes preocupaciones éticas... pero si sigue desarrollándose creo que es bastante crucial considerar lo que ocurre cuando liberamos esto al aire libre".
