Robotyka jest jednym z najpopularniejszych tematów i nieustannie się rozwija. Czy słyszałeś o robotyce hybrydowej? Tutaj przedstawiamy szczegóły.
Jeszcze do niedawna pomysł, że roślina może poruszać maszyną lub że grzyb może pełnić funkcję mózgu robota, wydawał się zaczerpnięty z powieści science fiction. Jednak robotyka hybrydowa, dziedzina łącząca biologię z technologią, pokazuje, że granica między tym, co żywe, a tym, co mechaniczne, może być znacznie bardziej płynna, niż sądziliśmy.
Obecnie inżynierowie, biolodzy i artyści współpracują nad projektami, w których rośliny, grzyby, a nawet bakterie nie są zwykłymi dodatkami, ale istotnymi elementami systemu. Te żywe stworzenia nie tylko dekorują: zapewniają ruch, wrażliwość, energię, a nawet „decyzje”. Innymi słowy, maszyny zaczynają mieć w sobie coś z życia.
Narodziny robotyki hybrydowej
Przez dziesięciolecia tradycyjna robotyka opierała się na sztywnych podstawach: metalu, plastiku, obwodach i kodzie. Jednak w ostatnich latach pojawił się bardziej płynny, organiczny nurt: soft robotics lub robotyka miękka. Zainspirowana naturą dyscyplina ta poszukuje materiałów, które wyginają się, dostosowują i reagują jak żywe tkanki.
Robotyka hybrydowa idzie o krok dalej. Nie chodzi już o naśladowanie biologii, ale o jej integrację. Pionierski przykład pochodzi z Uniwersytetu w Tampere w Finlandii, gdzie grupie naukowców udało się stworzyć sztuczny liść napędzany prawdziwymi komórkami roślinnymi. Komórki te reagowały na światło i wilgoć, wytwarzając ruchy, które przekładały się na działania mechaniczne. Była to mieszanka nauki i poezji: maszyna poruszająca się dzięki życiu.
Rośliny „sterujące” robotami
Może to zabrzmieć dziwnie, ale istnieją już roboty sterowane przez rośliny. W Japonii zespół naukowców wykorzystał muchołówkę (Dionaea muscipula) do uruchomienia ramienia robota. Za każdym razem, gdy roślina zamykała liście po wykryciu wilgoci lub wibracji, ten naturalny impuls przekształcał się w sygnał elektryczny, który poruszał mechanizmem.
Inny projekt, realizowany w Danii, poszedł jeszcze dalej: podłączono żywą pnączkę do mikrokontrolera, a robot poruszał się zgodnie z potrzebami rośliny. Kiedy pnączka szukała światła, maszyna poruszała się w tym kierunku. Była to swego rodzaju symbioza: robot stał się nogami rośliny.
Pomysły te, choć wciąż eksperymentalne, otwierają ogromne możliwości. Wyobraź sobie czujniki środowiskowe, które zachowują się jak naturalne organizmy, lub roboty rolnicze zdolne do „wyczuwania” gleby i reagowania na suszę lub nadmierną wilgotność.
Grzyby: nowa granica biotechnologii
Jeśli rośliny mogą być „mięśniami” tych żywych maszyn, grzyby mogą stać się ich mózgami. Sekret tkwi w grzybni, podziemnej sieci łączącej organizmy grzybowe, którą niektórzy naukowcy porównują do naturalnego układu nerwowego.
Naukowcy z Uniwersytetu w Bristolu w Wielkiej Brytanii odkryli, że grzybnie mogą przekazywać impulsy elektryczne w sposób bardzo podobny do neuronów. Reagując na bodźce środowiskowe, wydają się uczyć i dostosowywać, co czyni je kandydatami do pełnienia funkcji biologicznych procesorów.
Ponadto grzybnia ma praktyczne zalety: jest lekka, wytrzymała i całkowicie biodegradowalna. Już dziś wykorzystuje się ją do produkcji ekologicznych materiałów, opakowań, a nawet elementów budowlanych.
W niedalekiej przyszłości możemy zobaczyć roboty, których „kości” będą wykonane z żywych grzybni, zdolnych do samodzielnego wzrostu i naprawy.
Natura jako inżynier
W gruncie rzeczy robotyka hybrydowa przedstawia potężną ideę: natura nie jest zasobem, ale współpracownikiem. Zamiast produkować maszyny, które konkurują ze środowiskiem, dyscyplina ta dąży do projektowania systemów, które je uzupełniają.Dlatego wiele z tych projektów stawia na zrównoważony rozwój. Niektórzy badacze opracowują roboty, które ulegają samoczynnej degradacji pod koniec swojego cyklu życia, wykonane z tkanek roślinnych lub materiałów grzybowych. Inni badają bakterie wytwarzające energię elektryczną z odpadów organicznych, co pozwoliłoby na stworzenie urządzeń „zasilanych” przez własne środowisko.Ostatecznie chodzi o postrzeganie technologii jako części ekosystemu, a nie jako czegoś, co go dominuje.
Wyzwania etyczne i technologiczne
Nie wszystko jest takie proste. Robotyka hybrydowa rodzi pytania wykraczające poza inżynierię. W jakim stopniu etyczne jest wykorzystywanie żywych organizmów do celów technologicznych? Gdzie kończy się maszyna, a zaczyna życie?Eksperci są zgodni, że kluczem jest szacunek: wykorzystanie zdolności biologicznych bez przekształcania organizmów w proste narzędzia. Istnieją również istotne wyzwania techniczne. Utrzymanie przy życiu elementów biologicznych w strukturze mechanicznej wymaga kontrolowanej temperatury, wilgotności i składników odżywczych. Ponadto procesy naturalne są powolne i nieprzewidywalne, co koliduje z precyzją i szybkością tradycyjnej robotyki.Przyszłość: maszyny, które rosną i czująPomimo trudności przyszłość robotyki hybrydowej wydaje się ekscytująca. Nie chodzi o tworzenie potworów będących połową maszyną, połową rośliną, ale o żywe i zrównoważone systemy. Roboty, które rosną, naprawiają się same i reagują na otoczenie w naturalny sposób.Już teraz opracowuje się inteligentne ogrody, które wykorzystują reakcje roślin do regulacji oświetlenia lub nawadniania, żywe roboty rolnicze współpracujące z uprawami, a nawet konstrukcje architektoniczne wykonane z grzybni, zdolne do pochłaniania CO₂ i regulowania temperatury.
