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美研究团队创新突破 食用真菌变身忆阻器
来源:科技日报 百度 图 | 作者:亚洲经济报 | 发布时间 :2025-10-28 | 8 次浏览: | 分享到:
美国俄亥俄州立大学研究团队近日宣布,成功将香菇、蘑菇等常见食用真菌转化为具有记忆功能的电子元件——“忆阻器”。这一成果发表于最新一期《公共科学图书馆·综合》期刊,揭示了真菌网络作为未来绿色计算技术替代方案的巨大潜力,或为数字信息处理与存储领域带来革命性变革。


真菌忆阻器:模拟人脑的“记忆”元件


忆阻器因其能够“记住”通过的电流状态而得名,是构建类脑计算系统的核心组件。传统电子设备依赖金属与半导体材料,而真菌忆阻器通过特定工艺培养并脱水处理后,可直接接入电路。实验显示,当施加不同电压和频率的电流时,真菌样本表现出稳定的记忆效应,断电后仍能保留信息,其功能与计算机内存高度相似。



研究团队通过在蘑菇不同部位接入电极,利用其组织内部的差异性导电特性进行测试。结果表明,基于真菌的忆阻器在作为随机存取存储器(RAM)使用时,每秒可完成多达5850次信号切换,准确率约90%。尽管高频条件下性能略有下降,但通过并联多个蘑菇单元可实现性能补偿,这一原理与人类大脑通过神经元协同工作提升计算能力的方式不谋而合。



绿色计算新路径:低功耗与可持续性兼得

真菌基忆阻器的最大优势在于其生物特性带来的低功耗优势。由于运作机制更接近生物神经系统,该设备在待机或非活跃状态下几乎不消耗能量,有望显著提升计算设备的能效并降低使用成本。

此外,与传统电子元件依赖稀有金属、高能耗制造且难以降解不同,真菌基设备具有三大显著优势:

可生物降解:减少电子垃圾对环境的污染;

原材料易得:食用真菌广泛存在,成本低廉;

生产能耗低:符合可持续发展需求。

尽管“真菌计算”概念并非首次提出,但该研究首次系统证明了常见食用菌可被训练为具备实用功能的忆阻系统,并深入探索了其性能边界。



应用前景广阔:从极端环境到智能穿戴

研究团队指出,真菌忆阻器的应用场景极为广泛。大型真菌网络可部署于边缘计算设备或极端环境任务中,例如航空航天探测;而小型化装置则有望集成至可穿戴设备或自主机器人,显著增强其环境感知与实时响应能力。


这项突破不仅为类脑计算提供了全新材料路径,更标志着电子设备向“绿色化”“生物化”方向迈出关键一步。未来,随着技术进一步成熟,真菌或将成为构建低碳智能社会的秘密武器。