Trên thực tế, những cỗ máy được tích hợp thực vật đang dần trở thành hiện thực với sự phát triển của công nghệ sinh học lai thế hệ mới.
Vượt qua giới hạn công nghệ
Các kỹ sư từ lâu đã cố gắng tạo ra những robot giống với sinh vật sống. Tuy nhiên, theo Anand Mishra, một kỹ sư tại Đại học Cornell, việc tái tạo các chức năng phức tạp như bàn tay hay chiếc lá là bất khả thi với vật liệu tổng hợp. Kỹ sư này nhận định: "Có những điểm mà công nghệ không thể vượt qua được".
Sử dụng sinh vật sống để chế tạo máy móc có thể giúp vượt qua một số giới hạn này. Mô sống đã tiến hóa nhiều cách để khám phá môi trường - nhìn ánh sáng, cảm nhận nhiệt độ, ngửi và nếm thức ăn. Để tạo ra robot có khả năng nhạy cảm tương tự với môi trường xung quanh, ông Mishra đã hướng đến việc sử dụng mô nấm.
Sức mạnh từ nấm
Mặc dù nấm không phải là thực vật, Mishra quan tâm đến một trong những đặc điểm giống thực vật nhất của nấm: sợi nấm. Những cấu trúc giống rễ này đào xuyên qua đất tìm kiếm chất dinh dưỡng và có thể phát hiện các tín hiệu môi trường như ánh sáng, nhiệt và hóa chất.
Nhóm của Mishra đã nuôi cấy sợi nấm trực tiếp vào các điện cực gắn với hai robot. Nấm giao tiếp với robot thông qua các tín hiệu điện gọi là điện thế hoạt động, tương tự như những tín hiệu được tạo ra bởi tế bào tim và thần kinh.
Sợi nấm tạo ra điện thế hoạt động tự phát, kích hoạt các robot sinh học di chuyển và lăn. Theo báo cáo của nhóm Mishra trên tạp chí Science Robotics, khi được chiếu tia cực tím, sợi nấm tạo ra những xung điện mạnh hơn, thay đổi dáng đi của robot và cho thấy chúng có thể phản ứng với môi trường,
Tương lai của robot thực vật
Trong khi nấm có thể giúp robot tương tác tốt hơn với thế giới, sức mạnh của thực vật có thể giúp thiết bị tồn tại bền bỉ hơn. "Nhiều công nghệ nhân tạo có tuổi thọ giới hạn", Fabian Meder, nhà khoa học vật liệu tại Trường Cao học Sant'Anna ở Pisa, Italy cho biết. Thiết bị điện tử bắt đầu xuống cấp sau vài năm, trong khi những cây cổ thụ có thể đứng vững hàng nghìn năm. Và trong khi thiết bị điện tử hỏng cần sửa chữa, thực vật có thể tự phục hồi và thích nghi với môi trường mới.
Meder đã thiết kế những chiếc lá nhân tạo tận dụng một nguồn năng lượng bất ngờ: tĩnh điện tạo ra từ gió. Ông đặt lá nhân tạo lên cây, bao gồm một lớp cao su - vật liệu có khẳng tích tụ tĩnh điện rất tốt. Khi gió thổi qua những cây sinh học này, lá nhân tạo va chạm với lá thật, tạo ra tĩnh điện đi vào mô bên trong của lá thật, sinh ra dòng điện. Năng lượng này có thể được thu thập thông qua các điện cực đặt trong lá và có thể thắp sáng đèn LED.
Thách thức và triển vọng
Làm việc với vật liệu sống đặt ra nhiều thách thức trong thiết kế, như việc giữ cho các bộ phận sống còn sống. Giống như nấm, thực vật cần những nguồn tài nguyên nhất định để duy trì sức khỏe. "Quang hợp là một phần quan trọng," Meder nói. Vì vậy, các kỹ sư có thể cần sử dụng vật liệu trong suốt để tạo ra các bộ phận mà thông thường sẽ chặn ánh sáng mặt trời.
Meder phấn khích về cách mới này để khai thác nguồn năng lượng tiềm năng. Ông nhận định: ""Mấu chốt là tận dụng được những nguồn năng lượng mà chúng ta thường lãng phí".