用杏鲍菇控制机器人静止！康奈尔等新钻研登Science子刊

What……控制机器人的工具，居然可以是蘑菇？

有视频为证，这个长得像海星，在桌面上走来走去的机器人，外面就装上了一颗“蘑菇大脑”。

这是一项来自美国康奈尔大学和意大利佛罗伦萨大学的正派仿生学钻研，曾经登上了Science子刊。

他们建设了生物和机器人之间的一种“通讯接口”，用蘑菇体内的电脉冲作为控制机器人的信号。

上方就来详细了解~

捕捉电信号，控制机器人

为了能用真菌发生的生物信号作为机器人的控制信号，钻研人员开发了一种菌丝体电接口，可以启动常年稳固的生物电捕捉和记载。

用于捕捉信号的电极，和菌丝体造就皿一起被置于专门设计的3D打印支架上。

试验中，钻研人员选择的真菌名叫刺芹侧耳（学名Pleurotus eryngii），当然它还有一个咱们更相熟的名字叫做——杏鲍菇。

作者将菌种接种于马铃薯葡萄糖琼脂（PDA）造就基上，放入支架固定的造就皿内,在25°C下造就。

造就皿分（直径）60mm和150mm两种尺寸，区分造就约3周和5周，直到菌丝体齐全长满造就皿。

在造就环节中和造就成功后，作者对菌丝发生的电信号启动了继续记载。

记载之前，钻研者将不锈钢针电极拔出支架的电极固定槽，两个记载电极平行搁置，间距10mm，距造就基外表10-11mm；参考电极与记载电极垂直，距外表1mm。

为了屏蔽外界电磁搅扰，钻研人员将装有菌丝体和电极的支架置于自制的法拉第笼内，以10S/s的采样率记载电信号，继续30余天。

对采集到的原始电信号数据，钻研者用Python启动了剖析解决——

首先，作者将幅值小于5μV的信号作为噪声剔除，而后启动了平滑去噪和三阶多项式拟合。

之后经常使用SciPy库中的相应函数检测电位尖峰并尖峰半高宽（即继续期间），最后对提取出的尖峰按幅值、宽度等参数启动统计剖析，绘制直方图等图表。

剖析发现，菌丝体在整个造就期内能够稳固发生自发的电位尖峰，平均幅值约135μV，最大幅值1868μV，平均频率约0.12次/秒。

为了钻研光照对菌丝体电优惠的影响，钻研者经常使用汞灯系统，经过光纤和准直器将紫外光垂直照耀在菌丝体上外表，光斑直径约1cm。

作者测试了不同光强度（0.1-1W/cm²）、照耀距离（12-20cm）和照耀期间（2-12秒）的组合。

结果标明，紫外光照可诱发幅值高达18000μV、继续期间约4秒的电位尖峰，蓝光也有相似效果但幅值较低，红光和白光则未观察到显著效果。

在了解了真菌发生电信号以及受光照影响的法令后，钻研人员用其利发生的节律性正负电位尖峰信号，成功了机器人的控制。

详细来说，他们设计了一个柔性多足步行机器人（也就是扫尾看到的“海星”），将菌丝体发生的电信号经过阈值检测等解决，转化为数字控制信号，经过Arduino单片机输入PWM波控制气动阀和直流电机。

试验标明，菌丝体可以稳固控制机器人继续静止数十分钟。

当用紫外光抚慰菌丝体时，机器人的静止形态也随之出现扭转，成功了机器人的实时控制。

蘑菇并未发生看法，但“生物传感器”值得钻研

关于这项钻研的意义，康奈尔大学机械与航空航天工程传授Rob Shepherd示意：

英国《独立报》更是将其描述为蘑菇“学会了匍匐”。

不过对这一说法，有网友在细心读了论文后示意了质疑。

蘑菇“学会了匍匐”这个说法也不准确，由于它们并没有真正意义上“学”就任何物品。

但假设像Rob Shepherd传授所说，能够建设起环境-生物-机器之间的控制链条，那么作为“传感器”的生物有没无看法，也就不是主要疑问。

还有人脑洞大开，示意蘑菇在这里好像施展的是一个随机数生成器的作用，甚至有人猎奇是不是真的能当随机数生成器来用……

论文地址：参考链接：[1][2]