機器人與真菌的結合！生物混合機器人讓杏鮑菇「開車」探索世界

在現代科技的發展中，生物混合技術（Biohybrid Technology）正逐漸成為研究的尖端領域。這種技術結合了有機生命體與機械裝置，旨在創造出具備環境感知能力的機器人。近期，一個由康乃爾大學與義大利佛羅倫斯大學的跨學科研究團隊成功地將這種技術推向了新高度，透過讓真菌控制機器人的行為，開啟了生物機械融合的新篇章。

結合生物與機械的創新嘗試

將生物與機械結合並非新鮮事。數億年的進化早已將有機體打磨成精密的機器，因此，向生物尋求捷徑，製造出能感知、思考、移動的強大設備，是很自然的想法。

令人驚訝的是，真菌王國竟是控制論技術尚未開發的金礦。真菌易於培養，需求簡單，能在許多生物難以生存的環境中成長的很好，為工程師提供了各種強大的生命組件，滿足各種感官甚至運算需求。

真菌細絲網路通常隱藏在視線之外，它們在土壤中穿梭尋找資源時，會對環境變化做出反應。許多物種甚至會產生類似我們神經反應的跨膜活動，為研究人員提供了一個潛在的竊聽它們秘密對話的途徑。

真菌與機器人的跨界結合

研究團隊選用了可食用的杏鮑菇（Pleurotus eryngii）作為實驗對象。這種真菌不僅在日常飲食中常見，其地下的菌絲體（mycelium）更是自然界中一種極為堅韌且耐環境的生物體。真菌菌絲體能夠感知環境中的化學訊號，並對外界刺激做出反應，這些特性使其成為生物混合機器人的理想候選者。

在實驗中，研究團隊透過在真菌菌絲體內嵌入電子元件，並將其連接至機器人的控制系統，成功地使真菌能夠透過自身的電生理活動來操控機器人的運動。研究顯示，真菌的電生理活動能夠轉化為環境訊息，進而用於驅動機械裝置的移動。

在受控實驗中，團隊利用真菌培養物的訊號控制了一個五肢軟機器人和一個四輪無人車的運動。他們能夠影響甚至覆蓋真菌產生的「自然」脈衝，展示了利用該系統感官能力實現目標的能力。

康乃爾大學的材料科學家、該項研究的主要負責人羅伯·謝普德（Rob Shepherd）指出，這項研究不僅展示了如何利用真菌來控制機器人，還展示了如何創建一個與活體系統真正連接的機械裝置。謝普德強調，這類技術的應用潛力巨大，未來有可能透過生物混合機器人來實現精準的環境感知與反應。

生物混合技術的潛力與應用

真菌作為一種潛在的生物混合技術材料，其優勢顯而易見。真菌的菌絲體具有強大的環境適應能力，能夠在惡劣的條件下生長，同時還具備多重感知功能，如光照、觸摸、熱量等多種刺激反應。因此，這類生物混合機器人在未知或極端環境中的應用前景非常廣闊。

例如，研究團隊提到，未來的生物混合機器人可能會用於農業領域，透過感知土壤中的化學成分來決定是否需要施肥，進而減少農業活動對環境的負面影響。這樣的應用不僅能夠提高農業的效率，還能減少化學品的過度使用，進而保護生態環境。

此外，這類技術還可能應用於污染控制和環境監測。透過植入真菌菌絲體的機器人，科學家能夠實時監測環境中的污染物濃度，並根據數據進行相應的處理。這不僅能夠提高環境保護的效率，還能提供更加精準的數據支持。

生物混合技術的挑戰與未來展望

儘管生物混合技術的潛力巨大，但要實現這一技術的廣泛應用，仍然面臨諸多挑戰。首先，如何穩定並持續地保持真菌與機械裝置之間的有效連接是關鍵。真菌作為生物體，其生長環境及狀態會影響其電生理活動，因此需要不斷優化系統來保證其穩定性。

其次，跨學科的合作至關重要。正如研究團隊所強調的，這項研究涉及到機械工程、電子工程、真菌學、神經生物學和訊號處理等多個領域的知識。因此，未來要推動這一技術的發展，必須加強不同領域專家的合作，才能夠實現技術的突破與創新。

然而，隨著技術的不斷進步，我們有理由相信生物混合技術將在未來的科技發展中佔據重要位置。這項研究展示了生物與機械融合的可能性，並為未來更加智慧、環境友好的機器人設計奠定了基礎。

生物混合機器人：由真菌電脈衝控制的未來

打造機器人需要時間、技術、合適的材料，有時還需要一點真菌。

康乃爾大學的研究人員在創造一對新機器人時，培養了一個不太可能出現的組件，它不在實驗室，而在森林的地面上：真菌菌絲體。透過利用菌絲體與生俱來的電信號，研究人員發現了一種控制「生物混合」機器人的新方法，這種機器人對環境的反應可能比純合成機器人更好。

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• 資料來源：cornell、sciencealert