Un paso sostenible hacia los motores biohíbridos

Investigadores de la Universidad de Cornell (CU) son pioneros en una nueva frontera en robótica al integrar micelios de hongos en un sistema, creando robots biohíbridos que pueden responder de forma autónoma a su entorno.

En un estudio detallado publicado el 8 de agosto en Science Robotics, los científicos cultivaron micelios de hongos ostra rey y los integraron en dos tipos de robots: un robot de cuerpo blando parecido a una estrella de mar y un robot con ruedas. Al aprovechar las señales eléctricas innatas del micelio, estos robots pueden reaccionar a estímulos ambientales, como la luz, de maneras que los robots tradicionales no pueden.

«Este artículo es el primero de muchos que utilizarán el reino fúngico para proporcionar sensores ambientales y señales de comando a los robots para mejorar sus niveles de autonomía», explica Robert Shepherd, profesor de ingeniería mecánica y aeroespacial en la CU y autor principal del estudio. .

El micelio, la red subterránea de hilos que sostienen al hongo, actúa de manera similar a una red neuronal. Según el estudio, los impulsos eléctricos del micelio se pueden convertir en comandos digitales que controlan los movimientos del robot.

El equipo creó dos tipos de robots: un robot blando con forma de estrella de mar y un robot con ruedas. Cuando se expusieron a la luz ultravioleta, los robots cambiaron sus movimientos, demostrando su capacidad para responder a los cambios ambientales.

«A las setas no les gusta mucho la luz», dice Robert Shepherd. «En función de la diferencia en las intensidades (de la luz), se pueden lograr diferentes funciones del robot. Se moverá más rápido o se alejará de la luz».

Las ventajas del micelio en robótica

Además, el micelio no sólo es fácil de cultivar sino también muy resistente a condiciones extremas. A diferencia de las células animales, que son costosas y éticamente complejas de usar, o de las células vegetales, que responden lentamente a los estímulos, los micelios de los hongos son rentables y altamente reactivos. Las células de hongos pueden sobrevivir en agua muy salada o muy fría, según Anand Mishra, investigador asociado del Laboratorio de Robótica Orgánica de Cornell y autor principal del estudio.

Esto hace que los robots controlados por micelio sean especialmente adecuados para aplicaciones agrícolas. “En este caso utilizamos la luz como insumo, pero en el futuro será química. El potencial de los futuros robots podría ser detectar la química del suelo en cultivos en hileras y decidir cuándo agregar más fertilizante, por ejemplo, mitigando tal vez los efectos posteriores de la agricultura, como los botones florales, las algas nocivas”, señala Shepherd.

Además, no se puede subestimar su aspecto de sostenibilidad. Los robots tradicionales suelen depender de materiales no biodegradables, mientras que los robots biohíbridos fabricados a partir de micelio son más respetuosos con el medio ambiente. Pueden desplegarse en grandes cantidades sin riesgo de dejar contaminantes nocivos.

El estudio recibió el apoyo del Centro de Ciencia y Tecnología CROPPS de la Fundación Nacional de Ciencias (NSF), el Instituto Nacional de Alimentación y Agricultura del Departamento de Agricultura de EE. UU. y el programa NSF Soil Signals.

Preocupaciones éticas y ecológicas de los robots biohíbridos

El concepto de robots biohíbridos no es del todo nuevo. Otra investigación ha creado robots impulsados ​​por neuronas de ratón que pueden caminar y nadar, así como robots basados ​​en células de medusa adecuados para la exploración de los océanos.

Sin embargo, la integración de organismos vivos en sistemas robóticos plantea preocupaciones éticas y prácticas. Rafael Mestre, profesor de la Facultad de Electrónica e Informática de la Universidad de Southampton, advierte contra la posible alteración de los ecosistemas. «Si se lanzan estos robots en grandes cantidades, puede resultar perjudicial», afirma.

Mestre enfatiza la importancia de considerar los impactos a largo plazo del despliegue de robots biohíbridos en entornos naturales. «Estás poniendo estas cosas en la cadena trófica de un ecosistema en un lugar donde no deberían estar», añade, sugiriendo que se necesita más investigación para comprender plenamente las consecuencias ecológicas.