Redes fúngicas poderiam um dia substituir os pequenos componentes metálicos que processam e armazenam dados computacionais, de acordo com novas pesquisas.
Os cogumelos são conhecidos por sua resistência e propriedades biológicas incomuns, qualidades que os tornam atraentes para a bioeletrônica. Este campo emergente mistura biologia e tecnologia para projetar materiais inovadores e sustentáveis para sistemas computacionais futuros.
Transformando Cogumelos em Dispositivos de Memória Viva
Pesquisadores da Ohio State University descobriram recentemente que fungos comestíveis, como os cogumelos shiitake, podem ser cultivados e direcionados para funcionar como memristores orgânicos. Esses componentes atuam como células de memória que retêm informações sobre estados elétricos anteriores.
Os experimentos mostraram que os dispositivos à base de cogumelos poderiam reproduzir o mesmo tipo de comportamento de memória visto em chips semicondutores. Eles também podem permitir a criação de outras ferramentas computacionais ecológicas, semelhantes ao cérebro, que custam menos para serem produzidas.
“Ser capaz de desenvolver microchips que imitam a atividade neural real significa que você não precisa de muita energia para o modo de espera ou quando a máquina não está sendo usada,” disse John LaRocco, autor principal do estudo e cientista de pesquisa em psiquiatria na Faculdade de Medicina da Ohio State. “Isso pode representar uma grande vantagem computacional e econômica.”
A Promessa da Eletrônica Fúngica
LaRocco observou que a eletrônica fúngica não é uma ideia nova, mas está se tornando cada vez mais prática para a computação sustentável. Como os materiais fúngicos são biodegradáveis e baratos de produzir, podem ajudar a reduzir o desperdício 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.
Os resultados da equipe foram publicados na PLOS One.
Como os Cientistas Testaram a Memória dos Cogumelos
Para testar suas capacidades, os pesquisadores cultivaram amostras de cogumelos shiitake e botão. Depois de maduros, foram desidratados para preservá-los e, em seguida, conectados a circuitos eletrônicos personalizados. Os cogumelos foram expostos a correntes elétricas controladas em diferentes tensões e frequências.
“Nós conectávamos fios elétricos e sondas em diferentes pontos dos cogumelos porque partes distintas deles têm propriedades elétricas diferentes,” disse LaRocco. “Dependendo da tensão e conectividade, estávamos vendo desempenhos diferentes.”
Resultados Surpreendentes dos Circuitos de Cogumelos
Após dois meses de testes, os pesquisadores descobriram que seu memristor à base de cogumelos podia 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 juntos ajudou a restaurar a estabilidade — muito parecido com as conexões neurais no cérebro humano.
Qudsia Tahmina, co-autora do estudo e professora associada de engenharia elétrica e computacional na Ohio State, disse que os resultados destacam como os cogumelos podem ser facilmente adaptados para computação. “A sociedade tem se tornado cada vez mais consciente da necessidade de proteger nosso ambiente e garantir que o preservemos para as gerações futuras,” afirmou Tahmina. “Então, isso pode ser um dos fatores motivadores por trás de novas ideias bioamigáveis como estas.”
Aproveitar a flexibilidade que os cogumelos oferecem também sugere que existem possibilidades de escalar a computação fúngica, disse Tahmina. Por exemplo, sistemas de cogumelos maiores podem ser úteis em computação de borda e exploração aeroespacial; sistemas menores podem melhorar o desempenho de dispositivos autônomos e vestíveis.
Perspectivas Futuras: O Futuro da Computação Fúngica
Ainda que os memristores orgânicos estejam em estágios iniciais, os cientistas visam refinar os métodos de cultivo e reduzir o tamanho dos dispositivos em trabalhos futuros. Conseguir componentes fúngicos menores e mais eficientes será crucial para torná-los alternativas viáveis aos microchips tradicionais.
“Tudo o que você precisaria para começar a explorar fungos e computação poderia ser tão pequeno quanto um monte de compostagem e alguma eletrônica caseira, ou tão grande quanto uma fábrica de cultivo com templates pré-fabricados,” disse LaRocco. “Todos eles são viáveis com os recursos que temos agora.”
Outros colaboradores da Ohio State no estudo incluem Ruben Petreaca, John Simonis e Justin Hill. A pesquisa foi apoiada pelo Honda Research Institute.