植物與真菌賦予機器人新生命

在科幻影集《超時空博士》中，樹型機器人為太空船乘客提供新鮮空氣。這些半樹半機器的裝置將星光轉化為氧氣。而在Nnedi Okorafor的奇幻小說《Zahrah the Windseeker》中，孩子們擁有由葉子和藤蔓組成的「植物電腦」，這些電腦從CPU種子生長而成，並被塑造成有用的科技產品。雖然這些裝置是虛構的，但新一代的生物混合技術正讓植物驅動的機器成為現實。

工程師們長期以來一直致力於製造逼真的機器人。然而，康乃爾大學的工程師Anand Mishra指出，使用合成材料無法重現手或葉子等複雜功能。「技術在某個程度上限制了我們。」

利用生命形式來建造機器可以克服這些限制。例如，活體組織已經演化出各種方式來感知環境——看見光、感受溫暖、嗅聞和品嚐食物。為了讓機器人對周圍環境同樣敏感，Mishra轉向了真菌組織。

真菌並非植物，但Mishra對真菌中最像植物的特徵之一——菌絲體——感興趣。這些根狀結構在土壤中穿行以獲取營養，並能感知光、熱和化學物質等環境訊號。

Mishra的團隊將菌絲體直接生長在兩個機器人的電極上。真菌透過稱為動作電位的電訊號與機器人進行通訊。這些電擊類似於心臟和神經細胞產生的電擊。

菌絲體產生自發的動作電位，觸發生物機器人行走和滾動。當受到紫外線照射時，菌絲體產生更強的電擊，改變了機器人的步態，顯示出機器人可以對環境做出反應。Mishra的團隊在2024年的《科學機器人》期刊上報告了這一發現。

Mishra表示，在生物混合機器人中使用真菌仍然「相當新穎」。他的團隊現在希望測試這種技術如何對其他訊號（如氣體）做出反應。他們的機器人的感知超能力在現實世界中的一個應用可能是在農業領域。未來的「蘑菇」機器人可以在農田中行走，測試土壤健康和其他條件。

雖然真菌可以幫助機器人更好地與世界互動，但植物的能力可以幫助裝置更好地生存。義大利比薩聖安娜高等研究院的材料科學家Fabian Meder指出：「許多人工技術都有保質期。」電子產品在幾年內就會開始損壞。然而，最古老的樹木可以屹立數千年。而且，雖然損壞的電子產品需要修理，但植物可以從損傷中恢復並適應新環境。

Meder設計了利用風產生的靜電作為能源的人工葉子。他將人工葉子放置在植物上。這些假葉子包括一層橡膠——一種容易積累靜電荷的材料。當風吹動這些仿生植物時，人工葉子會與真實葉子碰撞。這會產生靜電荷，傳遞到真實葉子的內部組織，產生電流。這種能量可以透過放置在葉子中的電極收集。Meder的研究表明，這種裝置可以點亮LED燈。

使用活體材料帶來了設計挑戰，例如保持活體部分的存活。與真菌一樣，植物需要某些資源來保持健康。Meder說：「光合作用是其中的重要部分。」因此，工程師可能需要使用透明材料來製造部分零件，以免阻擋陽光。

Meder對這種利用潛在能源的新方法感到興奮：「這始終是關於收集我們原本會失去的能量碎片。」幾乎就像《超時空博士》中的樹型機器人依靠遙遠星球的星光生存一樣。