De ongelooflijke toepassingen van paddenstoelen

Bio-elektronica-experiment met paddenstoelen. Foto: Ohio State University .

Netwerken van schimmelmycelium zouden een veelbelovend alternatief kunnen zijn voor de kleine metalen apparaten die momenteel worden gebruikt om digitale geheugens te verwerken en op te slaan, zo blijkt uit nieuw onderzoek. De netwerken bieden mogelijk een oplossing voor het dure productieproces dat computers beperkt tot de efficiëntie van het menselijk brein.

Paddenstoelen staan al lang bekend om hun extreme uithoudingsvermogen en unieke eigenschappen, waardoor ze ideale kandidaten zijn voor bio-elektronica om baanbrekende materialen te ontwikkelen voor de volgende generatie computers. Onderzoekers van de Ohio State University hebben aangetoond dat mycelium kan worden gebruikt om geheugenchips te vervangen.

Zo kunnen veelvoorkomende eetbare paddenstoelen zoals shiitake worden gekweekt en gemanipuleerd om te fungeren als organische memristors, een soort dataverwerker die zich elektrische toestanden uit het verleden kan herinneren. Deze natuurlijke memristors zijn ook bestand tegen uitdroging en straling.

De onderzoeksresultaten tonen aan dat het apparaat, gemaakt van shiitake, hetzelfde effect heeft als een halfgeleiderchip en ook gebruikt kan worden om andere soorten hersen-geïnspireerde computercomponenten te maken. Ze bieden met name lage productiekosten en zijn milieuvriendelijk.

"Doordat we circuits kunnen ontwikkelen die realistische neurale activiteit simuleren, is er minder stroom nodig als het apparaat in de stand-bymodus staat of inactief is", aldus John LaRocco, onderzoeker bij de afdeling psychiatrie van de medische faculteit van de Ohio State University en hoofdauteur van de studie.

Om deze mogelijkheid te onderzoeken , kweekten de onderzoekers monsters van shiitake en champignons. De volgroeide paddenstoelen werden gedroogd om hun houdbaarheid op lange termijn te garanderen, en vervolgens aangesloten op speciale elektronische circuits en erdoorheen geleid met verschillende spanningen en frequenties.

"We hebben draden en elektrische probes op verschillende plekken op de paddenstoel bevestigd, omdat elk deel van de paddenstoel andere elektrische eigenschappen heeft. Afhankelijk van de spanning en de verbinding observeerden we verschillende prestaties", aldus LaRocco.

Na twee maanden ontdekte het team dat de paddenstoel-memristor, wanneer deze als tijdelijk geheugen van een computer werd gebruikt, met een snelheid van maximaal 5.850 signalen per seconde tussen elektrische toestanden kon schakelen, met een nauwkeurigheid van ongeveer 90%.

De efficiëntie neemt echter af naarmate de spanningsfrequentie toeneemt. Maar net als bij het menselijk brein kan dit worden ondervangen door meer paddenstoelen op de schakeling aan te sluiten.

Qudsia Tahmina, universitair hoofddocent elektrotechniek en computertechniek aan de Ohio State University en medeauteur van de studie, zei dat het programmeren en conserveren van schimmels verrassende toepassingen zou kunnen hebben. "Dit is een voorbeeld van hoe technologie zich kan ontwikkelen door gebruik te maken van de natuurlijke wereld ", zei ze.

Het team zegt dat de op mycelium gebaseerde memristor potentiële toepassingen heeft in edge computing, de lucht- en ruimtevaart en embedded firmware. Volgens LaRocco zijn bio-elektronica van schimmels niet nieuw, maar ontpoppen ze zich tot ideale kandidaten voor de ontwikkeling van duurzame computersystemen vanwege hun biologische afbreekbaarheid en lagere kosten.

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