Os cogumelos são reconhecidos por sua resistência e propriedades biológicas singulares, características que os tornam atrativos para a bioeletrônica. Este campo emergente combina biologia e tecnologia para criar materiais inovadores e sustentáveis para os sistemas computacionais do futuro.

Transformando Cogumelos em Dispositivos de Memória Viva

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

Os experimentos realizados demonstraram que dispositivos baseados em cogumelos conseguiram reproduzir o mesmo tipo de comportamento de memória observado em chips semicondutores. Além disso, podem possibilitar a criação de ferramentas computacionais ecológicas e semelhantes ao funcionamento do cérebro, que são mais baratas de produzir.

“Desenvolver microchips que imitam a atividade neural real significa que não é necessário um grande consumo de energia quando o dispositivo está em espera ou não está em uso”, declarou John LaRocco, autor principal do estudo e pesquisador em psiquiatria na Faculdade de Medicina da Ohio State. “Esse aspecto pode representar uma grande vantagem computacional e econômica.”

A Promessa da Eletrônica Fúngica

LaRocco ressaltou que a eletrônica fúngica não é uma ideia totalmente nova, mas está se tornando cada vez mais viável para a computação sustentável. Como os materiais fúngicos são biodegradáveis e de baixo custo de produção, eles podem ajudar a reduzir o desperdício eletrônico. Em contrapartida, os semicondutores convencionais geralmente necessitam de minerais raros e grandes quantidades de energia para serem fabricados e operados.

“O micélio como substrato computacional já foi explorado anteriormente em configurações menos intuitivas, mas nosso trabalho busca levar esse sistema memristivo ao seu limite,” comentou.

As conclusões da equipe foram publicadas na revista PLOS One.

Como os Cientistas Testaram a Memória dos Cogumelos

Para avaliar suas capacidades, os pesquisadores cultivaram amostras de cogumelos shiitake e champignon. Após atingirem a maturidade, foram desidratados para preservação e, em seguida, conectados a circuitos eletrônicos personalizados. Os cogumelos foram submetidos a correntes elétricas controladas em diferentes voltagens e frequências.

“Conectamos fios elétricos e sondas em pontos diversos dos cogumelos, pois partes distintas possuem propriedades elétricas diferentes,” explicou LaRocco. “Dependendo da voltagem e da conectividade, observamos desempenhos variados.”

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 – de forma semelhante às conexões neurais no cérebro humano.

Qudsia Tahmina, co-autora do estudo e professora associada de engenharia elétrica e computação na Ohio State, comentou que os resultados evidenciam a facilidade com que cogumelos podem ser adaptados para a computação. “A sociedade tem se tornado cada vez mais consciente da necessidade de proteger nosso meio ambiente e garantir que o preservemos para as próximas gerações,” afirmou Tahmina. “Isso pode ser um dos fatores motivadores por trás de novas ideias ecológicas como essas.”

Explorar ainda mais a flexibilidade que os cogumelos oferecem também sugere possibilidades para escalonar a computação fúngica, segundo Tahmina. Por exemplo, sistemas de cogumelos maiores podem ser úteis em computação de borda e exploração espacial; enquanto os menores podem melhorar o desempenho de sistemas autônomos e dispositivos vestíveis.

Perspectivas Futuras da Computação Fúngica

Embora os memristores orgânicos ainda estejam em fase inicial, os cientistas visam aprimorar 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 precisa para começar a explorar fungos e computação pode ser tão simples quanto um monte de composto e alguns eletrônicos caseiros, ou tão grande quanto uma fábrica de cultivo com templates pré-fabricados,” disse LaRocco. “Todos são viáveis com os recursos que temos agora.”

Outros colaboradores da Ohio State para este estudo incluem Ruben Petreaca, John Simonis e Justin Hill. A pesquisa teve o apoio do Instituto de Pesquisa Honda.