Das passiert, wenn ein Pilz mit seinem Mycel einen Roboter steuert

Pilze senden elektrische Signale aus, mit deren Hilfe sie ihre Umwelt erspüren und untereinander kommunizieren. Die winzigen Strommengen bewegen sich durch ihr Mycel, ein Wurzelsystem, das sich weit verzweigen kann. Können sie damit auch Geräte steuern? New Yorker Wissenschaftler wollten es genauer wissen und ließen einen Pilz in der Petrischale zwei verschiedene Roboter steuern. Doch überließen sie die Impulsgebung nicht allein der Pflanze, sondern mischten sich phasenweise extern ein.

Ein Pilz steuert einen Roboter / Foto: Screenshot aus Youtube-Video s.u. (Cornell University)

Bio-Sensoren als flexible Signalgeber nutzbar machen

An der US-amerikanischen Cornell University stand die Frage im Raum: Lassen sich Roboter durch natürliche Signale antreiben? Ziel sollte es sein, die Sensoren und Signalgeber eines biologischen Systems zu nutzen, statt aufwändig verschiedene künstliche Komponenten zu konstruieren. Nur lebende Systeme können von sich aus sehr gut auf verschiedene Reize wie Druck, Wärme und Licht reagieren. Ihre synthetischen Pendants benötigen für jeden Reiz einen eigenen, spezialisierten Sensor.

Die Forscher setzten den Pilz in seiner Petrischale oben auf den jeweiligen Roboter und bauten das Mycel direkt in die Elektronik ein, um die natürlichen Signale als Steuerungssystem zu nutzen. Dafür schufen sie eine elektrische Schnittstelle, die die elektrophysiologischen Aktivitäten der Myzelien aufzeichnet, verarbeitet und in ein elektrisches Signal umwandelt, die der Roboter verstehen kann. Der Pilz reagiert seinerseits auf Umweltsignale: In diesem Fall verwendeten die Wissenschaftler Licht.

Hier seht ihr den Pilz in Aktion

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Ein Roboter fuhr auf Rädern, ein anderer hatte Spinnenbeine

Einer der beiden biohybriden Roboter fuhr auf Rädern, der andere ähnelte einer Art Spinne mit fünf weichen Beinen. Von oben sendeten die Wissenschaftler Lichtsignale auf den Pilz, der auf die äußeren Reize mit Stromimpulsen reagierte und dabei die Räder oder Beine in Bewegung setzte. In der ersten Phase durfte sich der Pilz allerdings noch selbständig »ausleben« und seine Stromspitzen ohne äußere Eingriffe erzeugen. In der zweiten Runde nutzten die Forscher UV-Licht, was zu einer deutlichen Bewegungsänderung der Roboter führte. Im dritten Schritt gingen die Forscher auf manuelle Steuerung über und setzten damit die Pilzsteuerung außer Kraft.

Demnächst kommen bei ähnlicher Versuchsanordnung noch andere Umweltreize hinzu, zum Beispiel chemische Signaturen. Herauskommen sollen Geräte, die über Biosensoren ihre Umwelt verstehen und selbständig adäquat reagieren. Rob Shepherd, Hauptautor der Studie, erklärt: „Künftige Roboter könnten beispielsweise die Bodenchemie in Reihenkulturen erkennen und entscheiden, wann mehr Dünger zugegeben werden muss, um nachgelagerte Auswirkungen der Landwirtschaft wie schädliche Algenblüten abzumildern.