〈目撃〉エリンギが動かすロボットを開発、“キノコロボット”はどういう仕組みなのか

　ヒトデのような形をしたロボットが、5本の脚を開いたり閉じたりしながら木の床の上をぴょこぴょこと移動してゆく。ロボットを制御しているのは真菌からの信号だ。2024年8月28日付けで学術誌「Science Robotics」に発表されたこの新しいロボットは、米コーネル大学の研究チームが開発した。

　彼らは生物をヒントにし、生物と融合したロボットを作ることを目標にしていて、今回の研究では真菌が制御する車輪付きロボットも開発している。

　植物、動物、真菌の細胞を合成素材と組み合わせてロボットを作る「バイオハイブリッドロボティクス」は、比較的新しい研究分野だ。これまでに、マウスのニューロン（神経細胞）を使って歩いたり泳いだりする小さなバイオハイブリッドロボットが作られているほか、クラゲの細胞からは海洋探査用の泳ぐロボットが、ラットの筋肉細胞からは歩いたり方向転換したりするロボットが作られている。

　しかし、バイオハイブリッドロボットに動物の細胞を用いるのは費用がかかる上、倫理的にも問題がある。また、植物の細胞は刺激に対する反応が遅い傾向がある。コーネル大学のチームは今回の論文で、真菌がバイオハイブリッドロボットの重要な材料になる可能性を示した。

　研究者たちはまず、エリンギの菌糸体を培養した。菌糸体とは、真菌の子実体（しじつたい、私たちが「キノコ」と呼ぶ部分）どうしを地中で結びつけ、コミュニケーションを可能にしている菌糸のネットワークだ。

　エリンギが選ばれたのは、培養や維持管理がしやすく、ロボットに用いるのに理想的だからだ。研究者たちはエリンギの菌糸体を培養し、3Dプリントで組み立てられた足場の上に菌糸を誘導して、成長させた。足場には多数の電極がのせられている。

　互いにつながった菌糸体は、環境の変化に反応して電気インパルス（信号）を発する。私たちの脳のニューロンどうしが連絡し合うために発するものと似ている。菌糸のネットワークは電極に接続されているため、その電気インパルスはコンピューターと通信できる。

　コンピューターは菌糸体の電気インパルスをデジタルコマンド（命令）に変換し、ロボットのバルブやモーターに送って、前進などの動作を指示する。ここでコンピューターが電気インパルスをコマンドに変換する方法は、動物のニューロンが脳の電気インパルスを手足を動かすなどの運動機能に変換する仕組みをヒントにしている。

　このようにコンピューターを介して菌糸体とロボットの間の通信を可能にしたため、研究者に光を当てられた菌糸体は、これに反応して電気インパルスを発し、ロボットを動かす。

「真菌は光が嫌いで、暗い場所で成長します」と、コーネル大学の工学者で、今回の論文の著者の一人であるロバート・シェファード氏は説明する。「この性質のおかげで強い電気信号が得られるのです」。照射する紫外線を強くすると、それに反応して真菌の電気信号が強くなり、ロボットの動きはより速くなった。