Pesquisadores da Universidade Estadual de Ohio, nos EUA, testaram o desempenho de cogumelos shiitake como memristores orgânicos, um tipo de processador de dados capaz de memorizar estados elétricos.

E o resultado surpreendeu: eles não apenas demonstraram efeitos de memória reproduzíveis semelhantes aos de chips semicondutores, como também poderiam ser usados como outros tipos de componentes de computação de baixo custo.

“Ser capaz de 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 pesquisador científico em psiquiatria na Faculdade de Medicina da Universidade Estadual de Ohio. “Isso pode representar uma enorme vantagem computacional e econômica.”

O micélio como substrato computacional já foi explorado anteriormente na eletrônica fúngica, que foca no desenvolvimento de sistemas de computação sustentáveis, sem depender de minerais de terras raras ou grandes quantidades de energia.

Mas, segundo os pesquisadores, o novo trabalho busca levar um desses sistemas memristivos aos seus limites. As descobertas do estudo, financiado pelo Instituto de Pesquisa Honda, foram publicadas na revista PLOS ONE.

O experimento

Os pesquisadores cultivaram amostras de cogumelos shiitake e champignon até a maturidade, quando foram desidratadas para garantir sua viabilidade a longo prazo. Depois, os fungos foram conectados a circuitos eletrônicos especiais e, em seguida, submetidos a eletrocussão em diferentes voltagens e frequências.

“Conectávamos fios elétricos e sondas em diferentes pontos dos cogumelos porque partes distintas deles possuem propriedades elétricas diferentes”, disse LaRocco. “Dependendo da voltagem e da conectividade, observávamos desempenhos diferentes.”

Após dois meses, a equipe descobriu que, quando usado como RAM – a memória do computador que armazena dados –, seu memristor em forma de cogumelo era capaz de alternar entre estados elétricos a uma taxa de até 5.850 sinais por segundo, com cerca de 90% de precisão.

No entanto, o desempenho caía à medida que a frequência das tensões elétricas aumentava, mas, assim como em um cérebro real, isso podia ser corrigido conectando mais cogumelos ao circuito.  

O resultado demonstra a viabilidade (e facilidade) de programar e preservar cogumelos para que se comportem de maneiras inesperadas e úteis, na avaliação da coautora do estudo e professora associada de engenharia elétrica e de computação na Universidade Estadual de Ohio, Qudsia Tahmina.

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Inúmeras possibilidades

Para a computação fúngica, o resultado da pesquisa mostra como sistemas de cogumelos maiores podem ser úteis em computação de borda e exploração aeroespacial; os menores, em aprimorar o desempenho de sistemas autônomos e dispositivos vestíveis, segundo Tahmina.

Apesar do desempenho positivo, memristores orgânicos ainda estão em fase inicial de desenvolvimento. A equipe acredita que trabalhos futuros poderão otimizar o processo de produção, aprimorando as técnicas de cultivo e miniaturizando os dispositivos, visto que memristores fúngicos viáveis ​​precisariam ser muito menores do que os obtidos pelos pesquisadores neste trabalho.

“Tudo o que você precisa para começar a explorar fungos e computação pode ser tão simples quanto uma pilha de compostagem e alguns componentes eletrônicos caseiros, ou tão complexo quanto uma fábrica de cultivo com modelos pré-fabricados”, disse LaRocco. “Todas as opções são viáveis ​​com os recursos que temos disponíveis atualmente.”