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 os sistemas de computação do futuro.

Transformando Cogumelos em Dispositivos de Memória Vivos

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

Os experimentos mostraram que dispositivos à base de cogumelos poderiam reproduzir o mesmo tipo de comportamento de memória observado em chips semicondutores. Eles também podem possibilitar a criação de outras ferramentas de computação ecológicas e semelhantes ao cérebro, que custam menos para produzir.

“Desenvolver microchips que imitam a atividade neural real significa que você não precisa de muita energia em 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 ser 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 de baixo custo, eles podem ajudar a reduzir o desperdício eletrônico. Em contraste, os semicondutores convencionais muitas vezes requerem minerais raros e grandes quantidades de energia para serem fabricados e operados.

“O micélio como um 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 partes distintas deles têm propriedades elétricas diferentes,” disse LaRocco. “Dependendo da voltagem e da conectividade, estávamos observando desempenhos variados.”

Resultados Surpreendentes dos Circuitos de Cogumelos

Após dois meses de testes, os pesquisadores descobriram que seu memristor à base de cogumelos poderia 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 múltiplos cogumelos juntos ajudou a restaurar a estabilidade – assim como as conexões neurais no cérebro humano.

Qudsia Tahmina, co-autora do estudo e professora associada de engenharia elétrica e de computação na Ohio State, disse que os resultados destacam como os cogumelos podem ser adaptados facilmente para a computação. “A sociedade está cada vez mais consciente da necessidade de proteger nosso meio ambiente e garantir que o preservemos para as gerações futuras,” disse Tahmina. “Assim, isso pode ser um dos fatores motivadores por trás de novas ideias bioamigáveis como essas.”

Construir sobre a flexibilidade que os cogumelos oferecem também sugere possibilidades para escalar a computação fúngica, disse Tahmina. Por exemplo, sistemas de cogumelos maiores podem ser úteis na computação em borda e exploração aeroespacial; os menores podem melhorar o desempenho de sistemas autônomos e dispositivos vestíveis.

Olhando para Frente: O Futuro da Computação Fúngica

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

“Tudo que você precisaria para começar a explorar fungos e computação poderia ser tão pequeno quanto uma pilha de compostagem e alguns eletrônicos feitos em casa, ou tão grande quanto uma fábrica de cultivo com modelos pré-fabricados,” disse LaRocco. “Todos eles são viáveis com os recursos que temos à disposição agora.”

Outros colaboradores da Ohio State no estudo incluem Ruben Petreaca, John Simonis e Justin Hill. A pesquisa foi apoiada pelo Instituto de Pesquisa Honda.