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真菌可穿戴设国际机票酷讯备和装置:生物材料为科幻未来铺平道路

化学 2022-06-23 00:02:07

加泰罗尼亚大学 信用:CC0公共领域 真菌是世界上最古老、最顽强的生物之一

它们现在显示出巨大的希望,成为生产纺织品、小玩意和其他建筑材料的最有用的材料之一

由英国布里斯托尔西英格兰大学承担的联合研究项目

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(UWE·布里斯托)和来自古墨的合作者

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意大利都灵意大利理工大学和加泰罗尼亚大学计算机科学、多媒体和电信学院已经证明,真菌具有令人难以置信的特性,使它们能够感知和处理一系列外部刺激,如光、拉伸、温度、化学物质的存在,甚至电信号

这可能有助于为新的真菌材料的出现铺平道路,这些材料具有许多有趣的特性,包括可持续性、耐久性、可修复性和适应性

通过探索真菌作为可穿戴设备组件的潜力,该研究证实了将这些生物材料用作高效传感器的可能性,并具有无限的可能应用

真菌让智能可穿戴设备变得更加智能 人们不太可能认为真菌是生产小玩意的合适材料,尤其是计步器或手机等智能设备

可穿戴设备需要复杂的电路来连接传感器,并至少具有一定的计算能力,这是通过复杂的程序和特殊的材料来实现的

粗略地说,这就是他们“聪明”的原因

“教授的合作

安德鲁·阿达马茨基和博士

安娜·尼古拉多来自UWE·布里斯托尔的非常规计算实验室,安东尼·甘迪亚是古墨公司的首席技术官

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,教授

意大利都灵意大利技术学院的亚历桑德罗·奇奥里奥和

穆罕默德·迈赫迪·德希比,UOC场景理解和人工智能实验室(SUNAI)的研究员,已经证明真菌可以被添加到这些材料的列表中

事实上,最近这项名为“可穿戴的反应性真菌”的研究,在《生物系统》杂志上发表,分析了平菇对环境刺激的感知能力,例如,来自人体的刺激

为了测试真菌作为生物材料的反应能力,该研究分析并描述了其作为生物传感器的作用,该生物传感器具有辨别化学、机械和电刺激的能力

“真菌构成了地球上最大、分布最广、最古老的生物群体,”德希比说,他补充道,“它们生长速度极快,并与你与之结合的基质结合在一起

“根据UOC研究人员的说法,真菌甚至能够以类似计算机的方式处理信息

“我们可以重新编程菌丝体网络的几何和图论结构,然后利用真菌的电活动来实现计算电路,”德希比说,并补充说,“真菌不仅对刺激做出反应并相应地触发信号,而且允许我们操纵它们来执行计算任务,换句话说,处理信息。”

“因此,用真菌材料制造真正的计算机组件的可能性不再是纯粹的科幻小说

事实上,这些组件能够以前所未有的方式捕获外部信号并对其做出反应

为什么要用真菌? 从表面上看,真菌似乎不仅仅是几个主要问题

它们必须被照看,它们会分解,它们只有轻微的抵抗力,它们可能会产生气味,等等

然而,这些问题大多已经得到解决

光彩夺目

研究人员说:“一般来说,与活的生物体一起工作会有一定的困难

考虑到这一点,在分析了他们所有的选择之后,研究小组最终选择了担子菌,真菌王国的一个分支,作为他们的研究对象

这些真菌在室内生长时,与它们的亲属引起的疾病和其他问题关系不大

此外,根据德希比的说法,菌丝体产品已经在商业上用于建筑

他说:“你可以像用水泥一样把它们塑造成不同的形状,但要开发一个几何空间,你只需要五天到两周的时间

它们的生态足迹也很小

事实上,考虑到它们以废物为食来生长,它们可以被认为是环境友好的

" 这个世界对所谓的“真菌建筑”并不陌生,它们是用真菌制成的生物材料建造的

该领域的现有策略包括使用小模块如砖块、块或片将生物体生长成所需的形状

然后将它们干燥以杀死生物体,留下一种可持续的无味化合物

但这位专家说,如果菌丝保持活力,并整合到纳米粒子和聚合物中以开发电子元件,这可以更进一步

他说:“这种电脑基板生长在一个纺织模具中,以赋予它形状并提供额外的结构

在过去的十年里,阿达马茨基教授已经利用粘菌多头绒泡菌生产了几个传感和计算设备的原型,包括各种计算几何处理器和混合电子设备

" 即将到来的拉伸 尽管阿达马茨基教授发现这种黏菌是非常规计算的一种便利的基底,但它不断变化的事实阻止了长寿设备的制造,因此黏菌计算设备被限制在实验实验室的设置中

然而,根据德希比的说法,由于担子菌的发育和行为,它们比黏菌更容易获得,更不容易感染,体积更大,操作更方便

此外,平菇,正如他们最近的论文所证实的,可以很容易地在户外进行实验,从而为新的应用开辟了可能性

这使得真菌成为创造未来生物计算机设备的理想目标

UOC研究员说:“在我看来,我们仍然需要解决两大挑战

第一个在于真正实现有目的的[真菌系统]计算;换句话说,有意义的计算

第二是通过布尔映射来表征真菌底物的性质,以揭示菌丝体网络的真正计算潜力

“换句话说,尽管我们知道这类应用有潜力,但我们仍需弄清楚这种潜力能发挥到什么程度,以及我们如何利用它来实现实际目的

然而,我们也许不必等太久才得到答案

该团队开发的初始原型是研究的一部分,由于真菌生物材料,它将简化具有独特能力的建筑的未来设计和建造

研究人员说:“这种创新的方法促进了生物有机体作为建筑材料的使用,这种建筑材料也可以用于计算

“当该项目于2022年12月结束时,芬加项目将在丹麦和意大利建造一座大型真菌建筑,并在UWE布里斯托尔的法国园建造一座较小的建筑

德希比说:“到目前为止,只制造了砖块和薄板等小模块

然而,美国宇航局也对这个想法感兴趣,并正在寻找在月球和火星上建立基地的方法,以向其他星球发送不活跃的孢子

最后,他说:“生活在真菌中可能会让你觉得奇怪,但是为什么想到我们可以生活在生物体内就这么奇怪呢?这将标志着一个非常有趣的生态转变,它将允许我们抛弃混凝土、玻璃和木材

试想不断成长、再生、死亡的学校、办公室、医院;这是可持续生活的顶峰

" 对于这篇论文的作者来说,真菌计算机的目的不是取代硅片

真菌反应太慢了

相反,他们认为人类可以利用在生态系统中生长的菌丝体作为“大规模环境传感器”

“他们认为,真菌网络正在监控大量数据流,这是它们日常生活的一部分

如果我们能接入菌丝网络并解读它们用来处理信息的信号,我们就能更多地了解生态系统中发生的事情

来源:由phyica.com整理转载自PH,转载请保留出处和链接!

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