Robot Dikendalikan Jamur Tiram, Memadukan organisme Hidup dan Mesin

PARA ilmuwan di bidang  robotika biohibrid menggabungkan bahan biologis dan hidup, seperti sel tumbuhan, hewan, atau serangga dengan komponen sintetis untuk menciptakan entitas yang sebagian hidup dan sebagian direkayasa.

Robot biohibrida ini belum merambah ke luar laboratorium, namun para peneliti berharap suatu hari nanti robot ubur-ubur dapat menjelajahi lautan, bot bertenaga sperma dapat memberikan perawatan kesuburan, dan kecoak cyborg dapat mencari korban selamat setelah gempa bumi.

Robert Shepherd, penulis senior sebuah studi yang merinci robot yang diterbitkan pada 28 Agustus di jurnal Science Robotics mengatakan "Mekanisme, termasuk komputasi, pemahaman, dan tindakan sebagai respons, dilakukan di dunia biologis dan di dunia buatan yang diciptakan manusia, dan biologi sering kali lebih baik dalam hal itu daripada sistem buatan kita."

Baca juga : Pelopor Industri Robotika Nasional Berkolaborasi Kembangkan Teknologi Robot Arm

"Biohibridisasi sendiri adalah upaya untuk menemukan komponen-komponen di dunia biologis yang dapat kita manfaatkan, pahami, dan kendalikan untuk membantu sistem buatan kita bekerja lebih baik,” imbuh Shepherd.

Sebagian Jamur, Sebagian Mesin

Para peneliti memulainya dengan membudidayakan jamur tiram raja (Pleurotus eryngii) di laboratorium menggunakan peralatan sederhana yang dipesan secara daring. Mereka memilih spesies jamur ini karena tumbuh dengan mudah dan cepat.

Menurut penelitian, mereka membudidayakan struktur mirip benang jamur atau miselium ini karena dapat membentuk jaringan yang dapat merasakan, berkomunikasi, dan mengangkut nutrisi yang berfungsi seperti neuron di otak. 

Baca juga : Robotik Ikan "Eva" Ubah Cara Studi Lautan dengan Teknologi Canggih

Sayangnya, tidak sepenuhnya tepat untuk menyebut kreasi ini sebagai robot jamur. Sementara robot ini ditenagai oleh miselium mirip akar, yang menghasilkan sinyal listrik kecil dan dapat dihubungkan ke elektroda.

Andrew Adamatzky, seorang profesor komputasi nonkonvensional di Universitas West of England di Bristol yang membangun komputer jamur, mengatakan tidak jelas bagaimana jamur menghasilkan sinyal listrik.

"Tidak seorang pun tahu pasti,” kata Adamatzky, yang tidak terlibat dalam penelitian tersebut tetapi meninjaunya sebelum dipublikasikan. “Pada dasarnya, semua sel hidup menghasilkan lonjakan seperti potensial aksi, dan jamur tidak terkecuali.”

Baca juga : Semakin Canggih, Velys Robotic Bantu Operasi Implan Lutut Lebih Mudah dan Akurat

Tim peneliti merasa kesulitan untuk merekayasa sistem yang dapat mendeteksi dan menggunakan sinyal listrik kecil dari miselia untuk mengendalikan robot. "Anda harus memastikan bahwa elektroda Anda bersentuhan pada posisi yang tepat karena miselia sangat tipis. Tidak banyak biomassa di sana,” kata penulis utama Anand Mishra, seorang rekan peneliti pascadoktoral di Laboratorium Robotika Organik Cornell. 

“Kemudian Anda membudidayakannya, dan ketika miselia mulai tumbuh, mereka membungkus elektroda," sambungnya.

Mishra merekayasa antarmuka listrik yang secara akurat membaca aktivitas listrik mentah dari miselia, lalu memproses dan mengubahnya menjadi informasi digital yang dapat mengaktifkan aktuator atau bagian yang bergerak dari robot.

Baca juga :  OpenAI Khawatir Pengguna Terlalu Bergantung pada ChatGPT 

Robot-robot tersebut mampu berjalan dan berguling sebagai respons terhadap lonjakan listrik yang dihasilkan oleh miselia. Setelah itu, ketika Mishra dan rekan-rekannya menstimulasi robot-robot tersebut dengan sinar ultraviolet, mereka mengubah gaya berjalan dan lintasan mereka, yang memperlihatkan bahwa mereka mampu merespons lingkungan mereka.

“Jamur tidak menyukai cahaya,” kata Shepherd. “Berdasarkan perbedaan intensitas (cahaya), Anda bisa mendapatkan fungsi robot yang berbeda. Robot akan bergerak lebih cepat atau menjauh dari cahaya.”

Pekerjaan yang Menarik

"Sangat menarik melihat lebih banyak karya dalam robotika biohibrida yang bergerak melampaui jaringan manusia, hewan, dan serangga," kata Victoria Webster-Wood, seorang profesor di Kelompok Robotika Biohibrida dan Organik Universitas Carnegie Mellon di Pittsburgh.

"Jamur mungkin memiliki keunggulan dibandingkan pendekatan biohibrida lain dalam hal kondisi yang dibutuhkan untuk menjaganya tetap hidup,” kata Webster-Wood, yang tidak terlibat dalam penelitian tersebut.

“Jika mereka lebih tangguh terhadap kondisi lingkungan, ini bisa menjadikan mereka kandidat yang sangat baik untuk robot biohibrida untuk aplikasi di bidang pertanian dan pemantauan atau eksplorasi kelautan," tambahnya.

Penelitian tersebut mencatat jamur dapat dibudidayakan dalam jumlah besar dan dapat tumbuh subur di banyak lingkungan yang berbeda. Para peneliti mengoperasikan robot berjalan tersebut tanpa tali yang menghubungkannya ke perangkat keras listrik, sebuah prestasi yang menurut Webster-Wood sangat penting.

“Robot biohibrida yang benar-benar bebas ikatan merupakan tantangan di lapangan,” ungkapnya. “Dan melihat mereka mencapai hal ini dengan sistem miselium sungguh mengasyikkan.”

Robotika Biohibrida di Dunia Nyata

Shepherd menyampaikan teknologi yang dikendalikan jamur dapat diterapkan di bidang pertanian. Katanya, "Dalam kasus ini, kami menggunakan cahaya sebagai input, tetapi di masa mendatang akan menggunakan bahan kimia. Robot masa depan berpotensi untuk merasakan kimia tanah pada tanaman baris dan memutuskan kapan harus menambahkan lebih banyak pupuk, misalnya, mungkin mengurangi dampak hilir pertanian seperti ledakan alga yang berbahaya".

Robot yang dikendalikan jamur, dan komputasi jamur secara lebih luas, memiliki potensi yang sangat besar, menurut Adamatzky.

Ia mengatakan labnya telah memproduksi lebih dari 30 perangkat penginderaan dan komputasi menggunakan jamur hidup, termasuk menumbuhkan kulit yang dapat menyembuhkan diri sendiri untuk robot yang dapat bereaksi terhadap cahaya dan sentuhan.

"Jika sistem transmisi (drivetrain) yang memadai tersedia, robot dapat, misalnya, memantau kesehatan sistem ekologi. Pengendali jamur akan bereaksi terhadap perubahan, seperti polusi udara, dan memandu robot sesuai dengan itu," kata Adamatzky. “Munculnya perangkat jamur lainnya, yang sebagai pengendali robotik secara menarik menunjukkan potensi jamur yang luar biasa.”

Rafael Mestre, dosen di Sekolah Elektronika dan Ilmu Komputer di Universitas Southampton di Inggris yang meneliti implikasi sosial, etika, dan kebijakan dari teknologi baru, mengatakan jika robot biohibrida menjadi lebih canggih dan digunakan di lautan atau ekosistem lain, hal itu dapat mengganggu habitat, sehingga menantang perbedaan tradisional antara kehidupan dan mesin.

"Anda memasukkan benda-benda ini ke dalam rantai trofik ekosistem di tempat yang tidak seharusnya," kata Mestre, yang tidak terlibat dalam penelitian baru tersebut. 

"Jika Anda melepaskannya dalam jumlah besar, itu bisa mengganggu. Saat ini saya tidak melihat penelitian khusus ini memiliki masalah etika yang kuat, tetapi jika terus berkembang, saya pikir sangat penting untuk mempertimbangkan apa yang terjadi ketika kita melepaskannya di tempat terbuka." (CNN/Z-3)