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跟着时期发展，好多机器东谈主依然能作念出相称丝滑的动作，不错帮东谈主类完成亲务和一些罕见任务。但是，岂论机器东谈主筹画得何等精妙，它皆无法与人命体比好意思。因为机器东谈主由一系传记感器、奉行器和发出指示的神经汇注拼装而成，而它们的传感器通常只可检测单一的信号，举例压力、光、热等。

相较而言，生物体不仅能同期对各样信号作出反映，其感受器的密度也极高。举例，哪怕只是是一个手指头，上头也存在越过 3000 个机械感受器，这些感受器与千千万万个神经和神经元通路接续，而这些神经元通路之间又彼此献媚，使手指感受的信号得以快速传递至大脑。如若要将如斯复杂的元件从下到上地拼装成一个机器东谈主制品，所需的工艺依然远远超出了东谈主类当今的时期水平。

有莫得可能让人命体和机器东谈主情投意合呢？一些科学家建议了生物搀和机器东谈主（biohybrid robot）的设思：使细胞按需酿成有效的方法，或是用细胞当然酿成的特定组织来操控机器东谈主。

在一篇最近发表于《科学 · 机器东谈主》（Science Robotics）的论文中，来自好意思国康奈尔大学（Cornell University）的参谋东谈主员在生物搀和机器东谈主领域又迈出了进犯的一步：他们使用杏鲍菇（Pleurotus eryngii）的菌丝体，见效限度了多种不同形态的机器东谈主的领路。

使用杏鲍菇菌丝体限度的机器东谈主之一（图片开端：原论文）

"杏鲍菇机器东谈主"

当咱们提到生物搀和机器东谈主时，或者你脑中并不会久了出杏鲍菇的身影。因为这些真菌给东谈主留住的第一印象除了可口除外，可能只剩下"呆"这个字了，它似乎与能奉行各式任务的机器东谈主相距甚远。但是，在生物搀和机器东谈主领域，与动物细胞相比，真菌实质上领有好多无可相比的上风。

最初，真菌不需要在无菌的环境下滋长，况且"好养"，只需提供基本的养分物资即可大批繁衍。相较而言，"娇气"的动物细胞不仅需要参谋东谈主员每天更换极新的培养基，以至还需要参谋东谈主员在培养基中添加抗生素才智平时滋长。此外，真菌在当然界中的散布也十分等闲，在高盐、高酸、极地以至放射环境下皆能存活，这为它们等闲的操纵场景打下了基础。

终末，真菌还能相称贤达地反映各式环境因素。举例，色泽能蜕变真菌的日夜节拍。在深深的泥土之中，菌丝体会酿成重大的汇注，反映环境变化。与咱们神经元收受信号后会产无邪作电位一样，菌丝体的细胞也能通过离子的跨膜转运产生近似的电信号，以至也会有近似的去极化和复极化经过。

于是，杏鲍菇这么一种长得快又无毒的可人真菌映入了康奈尔大学罗伯特 ·F. 谢泼德（Robert F. Shepherd）磨真金不怕火的眼帘。如若能记载下杏鲍菇反映环境因素的电信号，再将这些信号算作机器东谈主作念出相应动作的指示，不就高出于在用杏鲍菇限度机器东谈主了吗？四舍五入的话，这险些即是杏鲍菇在开高达机器东谈主啊！

杏鲍菇（图片开端：Diego Delso, via Wikimedia Commons）

但是，要杀青真菌限度机器东谈主并不粗拙。这是一个献媚了机械工程、电子学、真菌学、神经生物学和信号处理等多个领域的系统性工程。参谋团队最初需要照看的问题是，奈何能屏蔽机器东谈主运作经过中的振动和电磁侵扰，从而默契且万古候地记载菌丝体所产生的生物电信号。他们领受的方法是培养杏鲍菇的菌丝体，让菌丝体滋长并包裹住电极，与电极之间酿成默契的献媚，再将这个能及时记载电信号的菌丝体模块用作机器东谈主支架的一部分。

参谋团队还需要让记载到的生物电信号教唆机器东谈主的领路。因此，他们从动物神经系统的核心模式发生器（CPG）中经受了灵感，筹画了一种罕见的限度架构。CPG 是一种神经元回路，它无需节拍性的嗅觉输入或核心的反馈输入，即可内源性地产生节拍性的输出，酿成节拍性的领路模式（举例七鳃鳗的好多游水行动）。参谋东谈主员筹画了一种算法，将菌丝体的电信号鬈曲为近似于 CPG 的数字限度信号，发送至机器东谈主的奉行器——阀门或电机，进而限度机器东谈主的领路。

菌丝体包裹住了电极（图片开端：原论文）

基于这些责任，参谋东谈主员筹画了两种供杏鲍菇菌丝体"主宰"的生物搀和机器东谈主。一种长得像海星一样，用五条腿行走；另一种是一辆小车，通过四个车轮上前领路。参谋东谈主员将菌丝体模块用作机器东谈主的"头部"，"杏鲍菇大脑"发出的信号能鉴别限度机器东谈主体内的阀门和电机，从而运转"海星"和小车上前。

尽管"杏鲍菇大脑"在当然情景下产生的电信号即能让机器东谈主上前领路，但参谋团队照旧但愿这些生物搀和机器东谈主能反映外界环境，在特定条款下领路。于是，他们遴荐用色泽算作进一步激活杏鲍菇菌丝体的信号。谢泼德说："蘑菇不心爱光照，它们滋长在晦暗的方位，因此光照能让它们产生浓烈的信号。"

参谋东谈主员发现，在紫外线、蓝光、红光和白光四种色泽中，杏鲍菇菌丝体对紫外线最为明锐。因此，他们用紫外线照耀菌丝体，运转机器东谈主上前。凭据论文中公布的视频，只需用紫外线片时地照耀菌丝体模块，其产生的浓烈电信号就会发出指示，让"海星"和小车机器东谈主更快地蹭蹭上前跑去。

紫外线照耀后，用杏鲍菇菌丝体限度的"海星"机器东谈主赶快上前跑去（视频开端：原论文）

更多操纵

在这项参谋中，谢泼德团队只测试了杏鲍菇菌丝体感知色泽并作念出反应的才智。但参谋东谈主员暗示，真菌对环境极其明锐，因此这类机器东谈主往常也可能用于感应环境中的化学物资、病原体以至放射。举例，它们或者不错用于感知农田泥土中的化学因素，运转机器东谈主只在妥当的时机施肥，以松开肥料对环境的影响。

不外，谢泼德同期暗示，相比于反映光照，让"真菌机器东谈主"反映化学物资难度更大。因为他们需要设立特定化合物浓度与真菌电行径之间的关联，这可能需要他们最初设立一个有大批关联记载和瞩方针大型数据库，再通过考验东谈主工智能来杀青。

除了贤达性的上风外，相比于含有重金属的电子开采，生物搀和机器东谈主也更为环保。况且，关于在偏远地区责任的科学家而言，他们以至不错马上取材地制造机器东谈主，或是佩戴一丝菌丝体后到当地再大批栽种。这将给他们带来极大的肤浅。

但"杏鲍菇机器东谈主"也存在一些纰谬。参谋东谈主员发现，跟着时候推移，菌丝体发出的信号会出现变化。他们检测到的电信号变得越来越隐微，而分辨率的吊销导致他们难以在高采样率的情况下捕捉到这些隐微的信号。此外，杏鲍菇的菌丝体也不是长生的，它相同有寿命的吊销。如若思要延迟这类机器东谈主的使用时限，只怕他们还需要开发信号放大的新系统，以及再行向菌丝体模块中注入孢子和养分物资，使其再行滋长。

紫外线照耀后，用杏鲍菇菌丝体限度的小车机器东谈主赶快上前跑去（视频开端：原论文）

其实，早在这项责任之前，科学家早已作念过好多生物搀和机器东谈主的尝试。举例，科学家曾将肌肉组织用于生物搀和机器东谈主，通过电信号或化学信号触发肌肉组织收缩，使这种机器东谈主能作念出游水、行走等动作。还有一些生物搀和机器东谈主以至能通过排汗来蜕变里面的温度。

在普通东谈主眼中，这些科学家不外是换了种门径限度机器东谈主结束，但对他们而言绝非如斯。他们将环境信号、机器东谈主与人命系统关系了起来，将好多看不见摸不着的信号转动成了真正发生在机器东谈主身上的物理动作。

或者在不久的将来，你也会看见一个由杏鲍菇"驾驶"的机器东谈主向你迟缓走来呢。

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