Die unglaublichen Verwendungsmöglichkeiten von Pilzen

Bioelektronisches Experiment mit Pilzen. Foto: Ohio State University .

Netzwerke aus Pilzmyzel könnten einer neuen Studie zufolge eine vielversprechende Alternative zu den winzigen Metallgeräten sein, die derzeit zur Verarbeitung und Speicherung digitaler Daten verwendet werden. Sie könnten eine Lösung für den teuren Herstellungsprozess bieten, der die Leistungsfähigkeit von Computern, die so effizient sind wie das menschliche Gehirn, eingeschränkt hat.

Pilze sind seit langem für ihre extreme Ausdauer und ihre einzigartigen Eigenschaften bekannt. Sie eignen sich daher ideal für die Bioelektronik, um bahnbrechende Materialien für die nächste Computergeneration zu entwickeln. Forscher der Ohio State University haben gezeigt, dass Myzel Speicherchips ersetzen kann.

Beispielsweise können gewöhnliche Speisepilze wie Shiitake-Pilze gezüchtet und so verändert werden, dass sie als organische Memristoren fungieren – eine Art Datenprozessor, der sich an vergangene elektrische Zustände erinnern kann. Diese natürlichen Memristoren sind zudem resistent gegen Austrocknung und Strahlung.

Die Forschungsergebnisse zeigen, dass das aus Shiitake-Pilzen hergestellte Gerät die gleiche Wirkung wie ein Halbleiterchip aufweist und auch zur Herstellung anderer, vom Gehirn inspirierter Computerkomponenten verwendet werden kann. Insbesondere zeichnen sie sich durch niedrige Produktionskosten und Umweltfreundlichkeit aus.

„Die Fähigkeit, Schaltkreise zu entwickeln, die realistische neuronale Aktivität simulieren, bedeutet, dass weniger Strom benötigt wird, wenn sich das Gerät im Standby-Modus oder inaktiv befindet“, sagte John LaRocco, ein Forscher in der Abteilung für Psychiatrie der Ohio State University School of Medicine und Hauptautor der Studie.

Um diese Möglichkeit zu untersuchen , züchteten die Forscher Proben von Shiitake- und Champignons. Die reifen Pilze wurden getrocknet, um ihre langfristige Lebensfähigkeit zu gewährleisten. Anschließend wurden sie an spezielle elektronische Schaltkreise angeschlossen und mit unterschiedlichen Spannungen und Frequenzen beaufschlagt.

„Wir haben Drähte und elektrische Sonden an verschiedenen Stellen des Pilzes angebracht, da jeder Teil des Pilzes unterschiedliche elektrische Eigenschaften hat. Je nach Spannung und Anschluss konnten wir unterschiedliche Leistungen beobachten“, sagte LaRocco.

Nach zwei Monaten stellte das Team fest, dass der Pilz-Memristor bei Verwendung als temporärer Speicher eines Computers mit einer Geschwindigkeit von bis zu 5.850 Signalen pro Sekunde und einer Genauigkeit von etwa 90 % zwischen elektrischen Zuständen wechseln konnte.

Allerdings nimmt die Effizienz mit zunehmender Spannungsfrequenz ab. Wie beim menschlichen Gehirn lässt sich dies jedoch überwinden, indem man mehr Pilze an den Stromkreis anschließt.

Qudsia Tahmina, außerordentliche Professorin für Elektro- und Computertechnik an der Ohio State University und Co-Autorin der Studie, sagte, dass die Programmierung und Konservierung von Pilzen einige überraschende Anwendungsmöglichkeiten bieten könnte. „Dies ist ein Beispiel dafür, wie sich die Technologie durch die Nutzung der Natur weiterentwickeln kann“, sagte sie.

Das Team sieht potenzielle Anwendungsmöglichkeiten für den myzelbasierten Memristor im Edge Computing, in der Luft- und Raumfahrt sowie in eingebetteter Firmware. Laut LaRocco ist Pilzbioelektronik nicht neu, erweist sich aber aufgrund ihrer biologischen Abbaubarkeit und geringeren Kosten als idealer Kandidat für die Entwicklung nachhaltiger Computersysteme.

Quelle: https://znews.vn/cong-dung-khong-tuong-cua-nam-post1597337.html