Nessuno sa cosa sogna un fungo dormiente quando le sue vaste reti miceliari tremolano e pulsano con risposte elettrochimiche simili a quelle delle nostre cellule cerebrali. Ma se gliene venisse data la possibilità, cosa potrebbe fare questa rete di impulsi se le fosse concesso un momento di libertà?
La libertà del fungo
Un team interdisciplinare di ricercatori della Cornell University negli Stati Uniti e dell’Università di Firenze in Italia ha preso provvedimenti per scoprirlo, sottoponendo una coltura della specie di fungo commestibile Pleurotus eryngii (noto anche come fungo cardoncello) al controllo di una coppia di veicoli, in grado di contrarsi e rotolare su una superficie piana.
Attraverso una serie di esperimenti, i ricercatori hanno dimostrato che era possibile utilizzare l’attività elettrofisiologica del fungo come mezzo per tradurre gli stimoli ambientali in direttive, che a loro volta potevano essere utilizzate per guidare i movimenti di un dispositivo meccanico.
“Coltivando il micelio nei componenti elettronici di un robot, siamo riusciti a consentire alla macchina bioibrida di percepire l’ambiente e di reagire ad esso”, ha spiegato il ricercatore senior Rob Shepherd, scienziato dei materiali alla Cornell.
Lo studio
Fondere la carne con la macchina non è una novità. L’evoluzione ha avuto centinaia di milioni di anni per mettere a punto le macchine organiche, quindi è naturale che ci rivolgiamo alla biologia per scorciatoie su come realizzare dispositivi solidi che possano percepire, pensare e muoversi come vogliamo.
Sorprendentemente, il regno dei funghi è una specie di miniera d’oro inutilizzata per la tecnologia cibernetica. Facilmente coltivabili con requisiti relativamente semplici e una propensione a sopravvivere laddove molti altri organismi farebbero fatica, muffe e funghi potrebbero fornire agli ingegneri una varietà di componenti viventi per soddisfare praticamente ogni esigenza sensoriale o persino computazionale.
Spesso nascoste alla vista, le reti di sottili fili fungini rispondono ai cambiamenti nell’ambiente circostante mentre si muovono nel terreno alla ricerca di risorse. Alcune specie scoppiettano persino con un’attività transmembrana che ricorda le nostre risposte neurali, offrendo ai ricercatori un potenziale mezzo per origliare le loro conversazioni segrete.
Applicando algoritmi basati sull’elettrofisiologia extracellulare dei miceli di P. eryngii e immettendo l’output in un’unità microcontrollore, i ricercatori hanno utilizzato picchi di attività innescati da uno stimolo, in questo caso la luce UV, per alternare le risposte meccaniche in due diversi tipi di dispositivi mobili.
In esperimenti controllati, il team ha utilizzato i segnali provenienti da una coltura del fungo per governare i movimenti di un robot morbido a cinque arti e di un veicolo a quattro ruote senza vincoli e sono riusciti a influenzare e a ignorare gli impulsi “naturali” prodotti dal fungo, dimostrando la capacità di sfruttare le capacità sensoriali del sistema per raggiungere un obiettivo finale.
“Questo tipo di progetto non riguarda solo il controllo di un robot“, ha affermato Anand Mishra, biorobotico della Cornell.
“Si tratta anche di creare una vera connessione con il sistema vivente. Perché una volta che senti il segnale, capisci anche cosa sta succedendo. Forse quel segnale proviene da qualche tipo di stress. Quindi stai vedendo la risposta fisica, perché quei segnali non possiamo visualizzarli, ma il robot sta creando una visualizzazione“.
Per quanto goffo possa sembrare il “roboshroom“, il vero valore del sistema potrebbe un giorno concretizzarsi in configurazioni meccaniche più semplici, capaci di interpretare complessi cambiamenti nei segnali ambientali per fornire quantità precise di nutrienti o pesticidi al suolo, o adattare automaticamente le risposte ai crescenti livelli di inquinanti o addirittura reagire ai cambiamenti nel nostro corpo.
Conclusioni
C’è una saggezza più profonda nei sussurri del fungo che stiamo appena iniziando a comprendere. Se ne avessero l’opportunità, potrebbero anche dirci un giorno cosa stanno sognando.
Questa ricerca è stata pubblicata su Science Robotics.
