Pesquisadores da Universidade de Cornell descobriram uma nova maneira de controlar robôs “biohíbridos” usando os sinais elétricos naturais do micélio, a estrutura vegetativa dos fungos. Esse método permite que os robôs reajam de forma mais eficaz ao ambiente em comparação com os robôs puramente sintéticos.
A pesquisa foi publicada na revista Science Robotics e seu principal autor foi Anand Mishra, pesquisador associado do Organic Robotics Lab, liderado por Rob Shepherd, professor de engenharia mecânica e aeroespacial da Cornell Engineering. Shepherd destacou a importância do estudo, dizendo: “Esse trabalho é o primeiro de muitos que usarão o reino dos fungos para fornecer sensores ambientais e sinais de comando para robôs, melhorando assim seus níveis de autonomia.”
Ele explicou que, ao cultivar micélio nos componentes eletrônicos dos robôs, foi possível criar máquinas biohíbridas capazes de detectar e responder ao ambiente. Shepherd acrescentou: “Nesse caso, usamos a luz como entrada, mas no futuro será a química. O potencial dos futuros robôs poderia ser detectar a química do solo nas plantações e decidir quando adicionar mais fertilizante, por exemplo, mitigando assim os efeitos negativos da agricultura.”
A incorporação de material biológico em robôs não é novidade, mas esses sistemas geralmente são complexos e de difícil manutenção. O micélio, por outro lado, tem vantagens notáveis, como a capacidade de crescer em condições adversas e responder a uma variedade de estímulos. Mishra comentou: “Se pensarmos em um sistema sintético, como qualquer sensor passivo, nós o usamos apenas para uma finalidade. Mas os sistemas vivos respondem ao toque, à luz, ao calor e até mesmo a sinais desconhecidos.” Ele enfatizou que essa característica é fundamental para o desenvolvimento de robôs que possam operar em ambientes imprevisíveis: “Podemos tirar proveito desses sistemas vivos e, a qualquer estímulo desconhecido, o robô responderá.”
A criação desses robôs biohíbridos exige uma colaboração interdisciplinar que vai além do conhecimento técnico em engenharia e eletrônica. Mishra destacou a necessidade de conhecimento especializado em micologia, neurobiologia e processamento de sinais: “Todos esses campos se unem para construir esse tipo de sistema.” Durante o desenvolvimento, Mishra colaborou com Bruce Johnson, especialista em neurobiologia e comportamento, para entender como registrar os sinais elétricos transmitidos no micélio. Kathie Hodge, especialista em patologia de plantas e biologia de micróbios de plantas, ensinou a Mishra como cultivar culturas de micélio sem contaminação, um desafio significativo ao inserir eletrodos em fungos.
O sistema desenvolvido envolve uma interface elétrica que bloqueia vibrações e interferência eletromagnética, registrando a atividade eletrofisiológica do micélio em tempo real. Essa atividade é processada e convertida em sinais de controle digital para os atuadores do robô. A equipe construiu dois robôs biohíbridos: um robô-aranha macio e um robô com rodas. Em experimentos, esses robôs responderam a estímulos do micélio, como andar e rolar em resposta a picos de sinal e mudar de marcha quando estimulados por luz ultravioleta. Em outro teste, os pesquisadores conseguiram suprimir completamente o sinal nativo do micélio.
As aplicações dessa pesquisa vão além da robótica, podendo criar novas formas de interação e compreensão dos sistemas vivos. Mishra concluiu: “Esse tipo de projeto não se trata apenas de controlar um robô. Trata-se também de criar uma conexão real com o sistema vivo. Porque quando você ouve o sinal, você também entende o que está acontecendo. Talvez esse sinal seja proveniente de algum tipo de estresse. Então, você está vendo a resposta física, porque esses sinais não podem ser visualizados, mas o robô está fazendo uma visualização.”
