一種依靠真菌菌絲體存儲(chǔ)信息的計(jì)算機(jī)，或許有一天能成為當(dāng)代存儲(chǔ)硬件的低成本替代品。

科學(xué)家們使用普通的香菇，成功制造出了可工作的憶阻器 —— 這種電路元件能夠“記住”它們過去的電狀態(tài)。這些憶阻器的材料并非二氧化鈦或硅，而是真菌中根狀（且有些類似神經(jīng)元）的部分，即菌絲體。

其成果是一個(gè)性能可與硅基芯片相媲美的憶阻器，并且可能具有低成本、可擴(kuò)展及環(huán)境友好等特性，而這些是當(dāng)今許多計(jì)算機(jī)組件所不具備的。

“能夠開發(fā)出模擬真實(shí)神經(jīng)活動(dòng)的微芯片，意味著你在待機(jī)或機(jī)器不使用時(shí)不需要大量電力，”俄亥俄州立大學(xué)的精神病學(xué)家約翰·拉羅科說?！斑@可能成為一個(gè)巨大的潛在計(jì)算和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢?！?/p>

開發(fā)一臺(tái)行為像大腦的計(jì)算機(jī)，需要研發(fā)出同樣能模擬大腦各部分行為的組件。其中一項(xiàng)要求就是憶阻器能夠像突觸一樣工作 —— 突觸是管理信息流的神經(jīng)元之間的連接點(diǎn)。

科學(xué)家們曾考慮使用蘑菇作為計(jì)算機(jī)部件，這尤其是因?yàn)榫z體網(wǎng)絡(luò)的行為方式與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相似。它們的結(jié)構(gòu)相似，并且像大腦一樣使用電信號(hào)和化學(xué)信號(hào)來傳遞信息。

但事實(shí)上它們并非真正的大腦，這意味著需要進(jìn)行一些工程設(shè)計(jì)，才能讓它們完成科學(xué)家們期望的任務(wù)。

該團(tuán)隊(duì)選用香菇是因?yàn)樵撐锓N特別強(qiáng)健、有韌性且能抵抗諸如輻射等壓力源。研究人員將香菇孢子接種到九個(gè)裝滿培養(yǎng)基的培養(yǎng)皿中，并在受控的溫度和濕度條件下培育它們。

當(dāng)菌絲體生長到足以覆蓋整個(gè)培養(yǎng)皿時(shí)，研究人員將每個(gè)樣本置于通風(fēng)良好、陽光直射的區(qū)域進(jìn)行干燥，以確保其長期存活能力。經(jīng)過如此準(zhǔn)備，每個(gè)樣本都已準(zhǔn)備就緒，可以投入工作以測試其計(jì)算能力 —— 它們被連接到一個(gè)特制的電路上，接受電流的輸入。

“我們在蘑菇的不同位置連接電線和探針，因?yàn)樗煌课痪哂胁煌碾娞匦?，”拉羅科說?！案鶕?jù)電壓和連接方式的不同，我們觀察到了不同的性能表現(xiàn)?！?/p>

研究人員從他們的“蘑菇憶阻器”中實(shí)現(xiàn)了5,850赫茲的性能，準(zhǔn)確率達(dá)到90% —— 也就是說，它以大約每秒5,850次的速度切換信號(hào)，或者說每170微秒左右切換一次。市面上速度最慢的憶阻器起始速度也接近這個(gè)速度的兩倍，因此對(duì)于這項(xiàng)研究的初步探索而言，實(shí)驗(yàn)結(jié)果極具前景。

研究人員還發(fā)現(xiàn)，隨著電壓升高，蘑菇的性能會(huì)下降。他們通過在線路中增加更多蘑菇來補(bǔ)償這一性能損失。

您短期內(nèi)還不會(huì)擁有一臺(tái)由菌絲體計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)的設(shè)備來刷負(fù)面新聞。盡管如此，這些發(fā)現(xiàn)確實(shí)表明，這是一條通往未來研發(fā)可及、低成本、可生物降解組件的有利途徑，其潛在應(yīng)用范圍從個(gè)人設(shè)備到航空航天。

“開始探索真菌與計(jì)算所需的一切，可以小到一個(gè)堆肥堆和一些自制電子設(shè)備，也可以大到擁有預(yù)制模板的培養(yǎng)工廠，”拉羅科說?！袄梦覀冄矍艾F(xiàn)有的資源，所有這些規(guī)模都是可行的?！?/p>

正如研究人員在論文中指出的那樣，“計(jì)算的未來可能是真菌的?！?/p>

這項(xiàng)研究已發(fā)表在《PLOS One》期刊上。

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