Computadores vivos alimentados por cogumelos

Os cogumelos podem ser a chave para computadores ecológicos inspirados no cérebro que crescem em vez de serem fabricados.

Por Universidade Estadual de Ohio com informações de Science Daily.

Redes de fungos podem um dia substituir os pequenos componentes metálicos que processam e armazenam dados de computadores, de acordo com uma nova pesquisa.

Os cogumelos são conhecidos por sua resistência e propriedades biológicas incomuns, qualidades que os tornam atraentes para a bioeletrônica. Este campo emergente combina biologia e tecnologia para projetar materiais inovadores e sustentáveis ​​para futuros sistemas de computação.

Transformando cogumelos em dispositivos de memória viva

Pesquisadores da Universidade Estadual de Ohio descobriram recentemente que fungos comestíveis, como os cogumelos shiitake, podem ser cultivados e orientados a funcionar como memristores orgânicos. Esses componentes atuam como células de memória que retêm informações sobre estados elétricos anteriores.

Os experimentos mostraram que dispositivos baseados em cogumelos podem reproduzir o mesmo tipo de comportamento de memória observado em chips semicondutores. Eles também podem permitir a criação de outras ferramentas de computação semelhantes ao cérebro, ecologicamente corretas e com menor custo de produção.

“Ser capaz de desenvolver microchips que imitam a atividade neural real significa que não é preciso muita energia para o modo de espera ou quando a máquina não está sendo usada”, disse John LaRocco, principal autor do estudo e pesquisador em psiquiatria na Faculdade de Medicina da Universidade Estadual de Ohio. “Isso pode representar uma enorme vantagem computacional e econômica.”

A promessa da eletrônica fúngica

LaRocco observou que a eletrônica fúngica não é uma ideia totalmente nova, mas está se tornando cada vez mais prática para a computação sustentável. Como os materiais fúngicos são biodegradáveis ​​e baratos de produzir, eles podem ajudar a reduzir o lixo eletrônico. Em contraste, os semicondutores convencionais frequentemente requerem minerais raros e grandes quantidades de energia para serem fabricados e operados.

“O micélio como substrato de computação já foi explorado antes em configurações menos intuitivas, mas nosso trabalho tenta levar um desses sistemas memristivos ao seu limite”, disse ele.

As descobertas da equipe foram publicadas na PLOS One .

Como os cientistas testaram a memória dos cogumelos

Para testar suas capacidades, os pesquisadores cultivaram amostras de cogumelos shiitake e champignon. Uma vez maduros, eles foram desidratados para preservá-los e, em seguida, conectados a circuitos eletrônicos personalizados. Os cogumelos foram expostos a correntes elétricas controladas em diferentes voltagens e frequências.

“Conectávamos fios elétricos e sondas em diferentes pontos dos cogumelos, porque cada parte deles tinha propriedades elétricas diferentes”, disse LaRocco. “Dependendo da voltagem e da conectividade, víamos desempenhos diferentes.”

Resultados surpreendentes de circuitos de cogumelos

Após dois meses de testes, os pesquisadores descobriram que seu memristor baseado em cogumelo conseguia alternar entre estados elétricos até 5.850 vezes por segundo com cerca de 90% de precisão. Embora o desempenho tenha diminuído em frequências elétricas mais altas, a equipe notou que conectar vários cogumelos ajudava a restaurar a estabilidade — assim como as conexões neurais no cérebro humano.

Qudsia Tahmina, coautora do estudo e professora associada de engenharia elétrica e de computação na Universidade Estadual de Ohio, disse que os resultados destacam a facilidade com que os cogumelos podem ser adaptados à computação. “A sociedade está cada vez mais consciente da necessidade de proteger nosso meio ambiente e garantir sua preservação para as gerações futuras”, disse Tahmina. “Portanto, esse pode ser um dos fatores que impulsionam novas ideias ecologicamente corretas como essas.”

Aproveitar a flexibilidade oferecida pelos cogumelos também sugere possibilidades de expansão da computação fúngica, disse Tahmina. Por exemplo, sistemas maiores com cogumelos podem ser úteis em computação de ponta e exploração aeroespacial; sistemas menores podem ser úteis para aprimorar o desempenho de sistemas autônomos e dispositivos vestíveis.

Olhando para o futuro: o futuro da computação fúngica

Embora os memristores orgânicos ainda estejam em estágios iniciais, os cientistas pretendem refinar os métodos de cultivo e reduzir o tamanho dos dispositivos em trabalhos futuros. Obter componentes fúngicos menores e mais eficientes será fundamental para torná-los alternativas viáveis ​​aos microchips tradicionais.

“Tudo o que você precisaria para começar a explorar fungos e a computação poderia ser algo tão pequeno quanto uma pilha de composto e alguns eletrônicos caseiros, ou tão grande quanto uma fábrica de cultura com modelos pré-fabricados”, disse LaRocco. “Tudo isso é viável com os recursos que temos à nossa disposição agora.”

Outros colaboradores da Universidade Estadual de Ohio para o estudo incluem Ruben Petreaca, John Simonis e Justin Hill. A pesquisa foi apoiada pelo Instituto de Pesquisa Honda.

Fonte da história:
Materiais fornecidos pela Ohio State University. Observação: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e extensão.

Referência do periódico :
John LaRocco, Qudsia Tahmina, Ruben Petreaca, John Simonis, Justin Hill. Sustainable memristors from shiitake mycelium for high-frequency bioelectronics. PLOS One, 2025; 20 (10): e0328965 DOI: 10.1371/journal.pone.0328965

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