berita

sumber gambar: hapus percikan

apakah mungkin untuk menggabungkan bentuk kehidupan dan robot menjadi satu? beberapa ilmuwan telah mengusulkanrobot biohibridide robot biohibrid: membuat sel membentuk bentuk yang berguna sesuai permintaan, atau menggunakan jaringan tertentu yang secara alami dibentuk oleh sel untuk mengendalikan robot.

dalam sebuah artikel yang baru-baru ini diterbitkan di science robotics (robotika sains), peneliti dari cornell university di amerika serikat telah mengambil langkah penting lainnya di bidang robot biohibrid: merekagunakan jamur tiram raja (pleurotus eryngii) miselium telah berhasil mengendalikan pergerakan berbagai bentuk robot。

salah satu robot yang dikendalikan menggunakan miselium pleurotus eryngii (sumber gambar: kertas asli)

ketika kita memikirkan robot biohibrid, king oyster mushroom mungkin tidak terlintas dalam pikiran kita. pasalnya, kesan pertama yang ditinggalkan jamur ini pada manusia, selain enak, mungkin hanya pada kata "bodoh". tampaknya jauh dari robot yang bisa melakukan berbagai tugas. namun dalam bidang robotika biohibrid, jamur sebenarnya memiliki banyak keunggulan yang tak tertandingi dibandingkan sel hewan.

pertama,jamur tidak perlu tumbuh di lingkungan yang steril dan “mudah tumbuh”, hanya perlu memberikan nutrisi dasar untuk berkembang biak dalam jumlah banyak. sebagai perbandingan, sel hewan yang “halus” tidak hanya mengharuskan peneliti mengganti media kultur segar setiap hari, tetapi juga mengharuskan peneliti menambahkan antibiotik ke media kultur agar dapat tumbuh normal. selain itu jamur juga tersebar luas di alam.bertahan hidup di lingkungan tinggi garam, asam tinggi, polar, dan bahkan radiasi, yang meletakkan dasar bagi berbagai skenario penerapannya.

terakhir, jamur juga bisa sangat berbahayamerespon secara sensitif terhadap berbagai faktor lingkungan. misalnya, cahaya mengatur ritme sirkadian jamur. jauh di dalam tanah, miselium membentuk jaringan besar yang merespons perubahan lingkungan. sama seperti neuron kita yang menghasilkan potensial aksi setelah menerima sinyal, sel miselium juga dapat menghasilkan potensial aksisinyal listrik serupa dihasilkan oleh pengangkutan ion melintasi membran, bahkan akan terjadi proses depolarisasi dan repolarisasi serupa.

hasilnya, profesor robert f. shepherd dari cornell university menarik perhatian profesor robert f. shepherd dari cornell university, jamur tiram raja, jamur lucu yang tumbuh dengan cepat dan tidak beracun. jika kita dapat merekam sinyal listrik pleurotus eryngii sebagai respons terhadap faktor lingkungan, dan kemudian menggunakan sinyal ini sebagai instruksi bagi robot untuk melakukan tindakan yang sesuai, bukankah itu setara dengan menggunakan pleurotus eryngii untuk mengendalikan robot? jika anda mengumpulkannya,ini hanyalah pleurotus eryngii yang mengendarai robot gundam.！

jamur tiram raja (sumber gambar: diego delso, via wikimedia commons)

namun, mewujudkan robot yang dikendalikan jamur tidaklah mudah. ini adalah teknik sistematis yang menggabungkan berbagai bidang seperti teknik mesin, elektronik, mikologi, neurobiologi, dan pemrosesan sinyal. masalah pertama yang perlu dipecahkan oleh tim peneliti adalah bagaimana melindungi getaran dan interferensi elektromagnetik selama pengoperasian robot, sehingga dapat merekam sinyal bioelektrik yang dihasilkan oleh miselium secara stabil dan jangka panjang. cara yang mereka gunakan adalah dengan membudidayakan miselium pleurotus eryngii,biarkan miselium tumbuh dan membungkus elektroda, membentuk koneksi yang stabil dengan elektroda, dan kemudian menggunakan modul miselium yang dapat merekam sinyal listrik secara real time sebagai bagian dari braket robot.

tim peneliti juga perlu membiarkan sinyal bioelektrik yang terekam memandu pergerakan robot. oleh karena itu, mereka berasal dari sistem saraf hewangenerator pola pusat(cpg), arsitektur kontrol khusus dirancang. cpg adalah sirkuit saraf yang secara endogen dapat menghasilkan keluaran ritmis dan membentuk pola gerakan ritmis tanpa memerlukan masukan sensorik ritmik atau masukan umpan balik pusat (seperti banyak perilaku berenang lamprey). para peneliti merancang algoritma untuk mengubah sinyal listrik miselium menjadi sinyal kontrol digital yang mirip dengan cpg, yang dikirim ke katup atau motor aktuator robot untuk mengontrol pergerakan robot.

miselium membungkus elektroda (sumber gambar: kertas asli)

berdasarkan penelitian ini, para peneliti merancang dua robot biohibrid yang dapat "dimanipulasi" oleh miselium pleurotus eryngii. miripbintang lautsama saja, berjalan dengan lima kaki; yang lainnya adalah mobilmobil, bergerak maju melalui empat roda. para peneliti menggunakan modul miselium sebagai "kepala" robot.sinyal dari "otak pleurotus eryngii" masing-masing dapat mengontrol katup dan motor di tubuh robot, sehingga mendorong "bintang laut" dan mobilnya ke depan.

meski sinyal listrik yang dihasilkan oleh "otak pleurotus eryngii" secara alami memungkinkan robot untuk bergerak maju, tim peneliti tetap berharap robot biohibrid tersebut dapat merespons lingkungan luar dan bergerak dalam kondisi tertentu. jadi, mereka memilihmenggunakan cahaya sebagai sinyal untuk mengaktifkan miselium pleurotus eryngii lebih lanjut. “jamur tidak menyukai cahaya, mereka tumbuh di tempat gelap, jadi cahaya memberi mereka sinyal yang kuat,” kata shepherd.

para peneliti menemukan bahwa di antara empat jenis cahaya, sinar ultraviolet, biru, merah dan putih,miselium pleurotus eryngii paling sensitif terhadap sinar uv. jadi mereka menyinari miselium dengan sinar ultraviolet, sehingga mendorong robot itu maju. menurut video yang dimuat di koran, modul miselium hanya perlu disinari sebentar dengan sinar ultraviolet, dan sinyal listrik kuat yang dihasilkannya akan mengeluarkan instruksi untuk membuat "bintang laut" dan robotnya berlari lebih cepat.

setelah penyinaran ultraviolet, robot mobil yang dikendalikan oleh miselium pleurotus eryngii dengan cepat berlari ke depan (sumber video: kertas asli)

sumber: sains global