香菇变身计算机记忆体：可持续计算的生物科技新突破

研究人员利用蘑菇成功构建工作存储设备，为计算领域带来了前所未有的绿色机遇。

俄亥俄州立大学的科学家们在可持续计算领域取得了里程碑式的突破，他们成功地将普通的香菇转化为功能性记忆设备。这项创新有望彻底改变计算机处理和存储数据的方式。这项研究于10月9日在《PLOS ONE》杂志上发表，并于本周对外公布，其成果有力地证明了真菌有望成为传统半导体芯片的可生物降解替代品。

由俄亥俄州立大学医学院研究科学家约翰·拉罗科（John LaRocco）领导的团队发现，经过脱水处理的香菇能够充当有机忆阻器。忆阻器是一种能够“记忆”过去电状态的设备，对数据处理至关重要。在测试中，这些真菌电路展现出高达每秒5,850个信号的切换速度，准确率约为90%，其性能已可与传统计算机存储器相媲美。

可持续计算的革命

拉罗科教授指出：“能够开发出模拟实际神经活动的微芯片，意味着设备在待机或不使用时无需消耗大量电力。这在计算和经济效益方面都具有巨大的潜在优势。”

基于蘑菇的设备解决了计算行业面临的严峻环境问题。与传统半导体需要稀土矿物和高能耗制造工艺不同，真菌忆阻器不仅可生物降解，而且生产成本低廉。该研究团队在Honda研究所的支持下，培育了香菇和纽扣菇，随后对其进行脱水处理，以确保其长期稳定性，并将其连接到电子电路中。

俄亥俄州立大学电气与计算机工程系副教授、论文合著者库德西亚·塔赫米娜（Qudsia Tahmina）强调了推动这一创新的环境必要性。她表示：“社会越来越意识到保护环境、为子孙后代保留地球的重要性。因此，这可能是推动此类生物友好型新想法的驱动因素之一。”

从实验室到实际应用

研究人员发现，蘑菇的不同部位表现出不同的电学特性，这使得他们能够通过策略性地放置电极来优化其性能。当在高频下性能有所下降时，将多个蘑菇连接在一起能够恢复稳定性，这一机制巧妙地模仿了人脑中神经网络的运作方式。

蘑菇存储设备的规模化潜力也令人充满期待。大型蘑菇系统有望为边缘计算和航空航天应用提供动力，而小型版本则可能增强自主系统和可穿戴设备的性能。拉罗科教授提到，真菌计算基础设施的规模可以从“小到一堆堆肥和一些自制电子元件，大到预制模板的培养工厂”不等，展现了极大的灵活性。

这项研究标志着可持续生物电子学迈出了重要一步，其中香菇因其出色的抗辐射能力而显示出尤为突出的应用前景，预示着其在太空应用中的可行性。尽管有机忆阻器仍处于早期开发阶段，但这项研究为连接生物学与技术、实现环保型计算开辟了全新的可能性。