根据最新研究，真菌网络有一天可能取代处理和存储计算机数据的微小金属部件。蘑菇因其韧性和不寻常的生物特性而闻名，这些特性使它们对生物电子学具有吸引力。这一新兴领域融合了生物学和技术，为未来的计算系统设计创新、可持续的材料。
把蘑菇变成活的记忆装置
俄亥俄州立大学的研究人员最近发现，可以培养和引导食用菌，如香菇，使其发挥有机忆阻器的功能。这些元件的作用就像记忆细胞一样，可以保留先前电状态的信息。
他们的实验表明，蘑菇状的设备可以复制半导体芯片中看到的相同类型的存储行为。它们还可能创造出其他环保的、类似大脑的、生产成本更低的计算工具。
“能够开发模拟实际神经活动的微芯片意味着你不需要大量的电力来待机或当机器不被使用时，”该研究的主要作者、俄亥俄州立大学医学院精神病学研究科学家约翰·拉洛克说。“这可能是一个巨大的潜在计算和经济优势。”
真菌电子学的前景
拉洛克指出，真菌电子并不是一个全新的想法，但它们对于可持续计算越来越实用。因为真菌材料是可生物降解的，而且生产成本低廉，它们可以帮助减少电子垃圾。相比之下，传统半导体通常需要稀有矿物和大量能源来制造和运行。“菌丝体作为一种计算基质以前在不太直观的设置中被探索过，但我们的工作试图将这些忆阻系统之一推向其极限，”他说。
该小组的发现发表在PLOS一号.
科学家如何测试蘑菇的记忆
为了测试它们的能力，研究人员种植了香菇和蘑菇的样本。一旦成熟，它们被脱水保存，然后附着在定制的电子电路上。蘑菇暴露在不同电压和频率的受控电流中。
“我们会在蘑菇的不同点连接电线和探针，因为蘑菇的不同部分具有不同的电特性，”拉洛克说。“根据电压和连接情况，我们看到了不同的性能。”
蘑菇电路的惊人结果
经过两个月的测试，研究人员发现，他们基于蘑菇的忆阻器每秒钟可以在电状态之间切换5850次，准确率约为90%。尽管在更高的电频率下性能会下降，但研究小组注意到，将多个蘑菇连接在一起有助于恢复稳定性——就像人脑中的神经连接一样。这项研究的共同作者、俄亥俄州立大学电子和计算机工程副教授Qudsia Tahmina说，这些结果突出表明蘑菇可以很容易地适应计算。“社会越来越意识到保护环境的必要性，并确保我们为子孙后代保护环境，”塔米娜说。"所以这可能是这些新的生物友好理念背后的驱动因素之一."
Tahmina说，建立在蘑菇提供的灵活性基础上也表明了扩大真菌计算的可能性。例如，较大的蘑菇系统可能在边缘计算和航空航天探索中有用；更小的用于增强自主系统和可穿戴设备的性能。
展望未来:真菌计算的未来
尽管有机忆阻器仍处于早期阶段，但科学家们的目标是在未来的工作中完善培养方法并缩小设备尺寸。获得更小、更有效的真菌成分将是使它们成为传统微芯片可行替代品的关键。
“你开始探索真菌和计算所需的一切可能小到堆肥堆和一些自制的电子设备，或者大到带有预制模板的培养工厂，”拉洛克说。“以我们现在拥有的资源，所有这些都是可行的。”
这项研究的其他俄亥俄州贡献者包括鲁本·彼得雷卡、约翰·西蒙尼斯和贾斯汀·希尔。这项研究得到了本田研究所的支持。
