버섯 균사체를 로봇 전자기기에 통합했다

버섯이나 점균을 기판에 통합한 컴퓨터가 만들어지는 등 생물과 전자 기기를 결합하는 합성 생물학에 대한 관심이 높아지고 있다. 식용으로도 친숙한 새송이버섯을 제어 장치로 사용한 바이오 하이브리드 로봇이 미국 코넬 대학과 이탈리아 피렌체 대학 연구팀에 의해 개발됐다.

지금까지 개발된 많은 바이오 하이브리드 로봇은 배양 과정이 복잡하고 수명이 짧은 동물 세포를 사용했기 때문에 내구성 면에서 큰 과제를 안고 있었다.

전기 신호를 전달하는 균사체 네트워크를 형성하고 배양도 간단하며 튼튼한 균류에 주목한 연구팀은 새송이버섯 균사체를 로봇 전자 기기로 성장시켜 버섯을 센서와 제어 장치로 사용한 바이오 하이브리드 로봇을 개발했다.

버섯을 사용하는 이점에 대해 연구팀은 기계만으로 이루어진 시스템 예를 들어 수동 센서 등은 한 가지 목적으로만 사용할 수 있지만 생체 시스템은 촉각이나 빛, 열, 또는 미지의 신호에도 반응한다고 말했다.

연구팀이 개발한 시스템은 균사체의 전기생리학적 활동을 실시간으로 기록하고 처리하는 전기 인터페이스와 뇌 신경회로 일종인 중추 패턴 생성기에서 착안한 제어 장치로 구성되어 있다. 이 시스템을 사용해 연구팀은 버섯에 의해 제어되는 두 종류 로봇을 개발했다.

첫 번째는 자외선을 받으면 주행하는 4륜 로봇 차량. 두 번째는 다리 5개를 가진 소프트 로봇이다.

연구팀은 3가지 실험을 통해 로봇이 균사의 자연적인 신호로 걷거나 주행하는 것을 확인하고 자외선 자극으로 동작을 변경하는 걸 관찰해 환경에 반응하는 기능을 가지고 있음을 확인했으며 반대로 자연적인 균사 신호를 완전히 무효화할 수 있음을 확인했다.

버섯을 통합한 바이오 하이브리드 기계는 미래에 토양에 대한 화학적 특성 변화를 감지해 적절한 시기에 비료를 투입하거나 오염 물질 수준 상승에 자동으로 대응하는 로봇으로 실용화될 수 있을 것이라고 연구팀은 생각하고 있다.

연구팀은 균사체를 로봇 전자 기기로 성장시켜 바이오 하이브리드 기계가 환경을 감지하고 반응할 수 있게 만들었다며 이번에는 빛을 입력 신호로 사용했지만 앞으로는 화학 물질을 사용하게 될 것이라고 말했다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.