Miért és hogyan kell használni a gombát?
Először is érdemes megemlíteni, hogy a gombák mindenekelőtt az élő természet birodalma,
A csiperkegombától a mennyezeti penészig minden gomba.
Közös kutatás az egyetem részvételévelNyugat-Anglia (UWE Bristol), a Mogu Srl, az Olasz Műszaki Intézet (IIT) és az Universitat Oberta de Catalunya (UOC) mind bebizonyította, hogy a gombák hihetetlen tulajdonságokkal rendelkeznek. Lehetővé teszik számukra a külső ingerek észlelését és feldolgozását, például fényt, nyújtást, hőmérsékletet, vegyi anyagok jelenlétét, sőt elektromos jeleket is.
A tudósok bíznak benne, hogy ez megnyitja az utat a megjelenés előttúj gombás anyagok számos érdekes tulajdonsággal, beleértve a stabilitást, a tartósságot, a javíthatóságot és az alkalmazkodóképességet. Feltárva a gombákban rejlő lehetőségeket hordható eszközök összetevőjeként, a tanulmány megerősítette, hogy ezek a bioanyagok hatékony szenzorként használhatók végtelen számú alkalmazási lehetőséggel. Emlékeztetjük Önöket, hogy a hordható eszközök egyfajta miniatűr számítógépek: karkötők, szemüvegek, órák és akár ruhadarabok is – vezeték nélküli helyi vagy távoli kapcsolattal más számítógépekhez. Az ilyen eszközök jellemzően érzékelőkkel vannak felszerelve, amelyek figyelik a fizikai aktivitás különféle formáit vagy a környezeti paramétereket, amelyekben a felhasználó tartózkodik.
A gombák még okosabbá teszik az intelligens viselhetőségeket
Az emberek valószínűleg nem találnak gombát megfelelő anyagként.kütyük, különösen okos eszközök, például lépésszámlálók vagy mobiltelefonok gyártására. A hordható eszközök összetett áramköröket igényelnek, amelyek csatlakoznak az érzékelőkhöz, és legalább némi feldolgozási erővel rendelkeznek. Ezt kifinomult eljárásokkal és speciális anyagokkal érik el. Nagyjából ezek teszik őket "okossá". Prof. Andrew Adatzki és Dr.Anna Nicolaidou, az UWE, Anthony Gandia, a Mogu Srl vezérigazgatója, Prof. Alessandro Ciolerio, az IIT és Ph.D. Mohammad Mahdi Dehshibi, az UOC kutatóinak együttműködésével bebizonyosodott, hogy a gomba felvehető ezen anyagok listájába.
Mire képesek a gombák?
Valójában egy nemrégiben készült tanulmány, a „Reaktív gombás hordható”, a folyóiratban bemutatott Biosystems, a laskagomba külső érzékelésének képességeirritáló anyagok, amelyek például az emberi testből származhatnak. A gomba biomasszaszerű reagálóképességének tesztelésére a tanulmány elemzi és leírja annak szerepét, mint egy bioszenzor, amely képes megkülönböztetni a kémiai, mechanikai és elektromos ingereket.
„A gombák a legnagyobbak, a legszélesebb körbenaz élő szervezetek legelterjedtebb és legrégebbi csoportja a bolygón "- magyarázza Dr. Dehshibi, hozzátéve:" Nagyon gyorsan növekednek és kötődnek a szubsztrátumhoz. " Az UOC kutatója szerint a gomba még az információk feldolgozására is képes, ahogy a számítógépek.
Gomba programozás
A tudós biztos abban, hogy gombák is lehetnek„program” – nevezetesen a geometriájuk és a micéliumhálózatok elméleti-grafikus szerkezete. A gombák elektromos aktivitása ezután felhasználható számítási áramkörök megvalósítására. Irreálisan hangzik? Nézzük meg, mi az a micélium.
A micélium a vegetatív testgomba, amely képes megváltoztatni szerkezetét, miközben speciális szerveket képez, amelyek biztosítják az aljzathoz való megbízható rögzítést, a táplálkozást és az azt követő szaporodást. Valójában a micélium nem más, mint a mindenki által ismert micélium. Valójában itt kezd el növekedni a gomba, így például egy vargánya vagy egy olajos kanna micéliumát figyelembe véve, bármilyen erre alkalmas helyen nagyon sikeresen termeszthetjük. És ha megváltoztatja a szerkezetét a kezdeteknél, megváltoztathatja a „gomba viselkedését”.
Egyébként a gomba nemcsak az ingerekre reagál ésa jeleket ennek megfelelően váltják ki. Szerkezetük lehetővé teszi a tudósok számára, hogy manipulálják őket számítási feladatok elvégzéséhez, más szóval az információk feldolgozásához. Ennek eredményeként az a képesség, hogy gombás anyagokból valós számítógépes alkatrészeket hozzanak létre, már nem tudományos-fantasztikus. Valójában a gombák összetevői képesek lesznek felvenni és reagálni a külső jelekre, mint még soha.
Miért érdemes gombát használni?
Első pillantásra úgy tűnheta gombák használata rossz ötlet. Vigyázni kell rájuk, lebomlanak, kevés a stabilitásuk, szagot bocsáthatnak ki stb. Azonban ezeknek a problémáknak a nagy része már megoldódott! Ahogy a tudósok megjegyzik, az élő szervezetekkel végzett munka „általában bizonyos nehézségekkel jár”. Ezt szem előtt tartva és az összes lehetőség elemzése után a csapat végül a bazidiomycetákat, a gombabirodalom egy részlegét választotta vizsgálatához.
A többi gombától eltérően - Basidiomycetes
Ma a tudomány a gombák 36 osztályát ismeri,négy részre egyesült - felsőbbrendű, tökéletlen, alsóbbrendű és gombaszerű. A Basidiomycetes (lat. Basidiomycetes) vagy a basidiomycetes a magasabb rendű gombák egyik fő osztálya. Táplálkozásukban és biológiájukban különböznek másoktól. Jól fejlett hifájuk van septumokkal, sejtjeik két sejtmagot tartalmaznak, a bazídiumos gombák jellegzetes vonása a himenoforban a bazídiumok képződése. Ezek speciális sporulációs szervek, amelyek duzzadt terminális sejtből állnak, két vagy négy spórával. Rajtuk exogén módon, azaz külső ok hatására mozdulatlan bazidiospórák (ivaros szaporodási spórák) születnek.
Micélium
Ezek a gombák kevésbé társulnak betegségekkel és egyéb betegségekkelrokonaik által a beltéren történő növekedés során okozott problémák Sőt, a micélium alapú termékeket már kereskedelemben használják az építőiparban. Ezeket a gombákat különböző módon lehet formázni. Ez a konstrukció hasonló a cementszerkezethez, de a geometriai tér kialakításához csak öt nap és két hét szükséges. Ezenkívül a gomba nem károsítja annyira a környezetet, mint a cement termelése. Valójában, tekintettel arra, hogy a növekedés érdekében hulladékkal táplálkoznak, környezetbarátnak tekinthetők.
Az Amanita muscaria, közönségesen légyölő galóca néven ismert gomba közeli képe egy basidiomycete gomba.
"Gomba építészet"
Maga a "gombaépítészet" nem aúj. Az ezen a területen meglévő stratégiák magukban foglalják az organizmus kívánt formára történő növesztését kis modulok, például téglák, tömbök vagy lapok felhasználásával. Ezután szárítják, hogy elpusztítsák a testet, így a stabil vegyület szagtalan marad.
De a szakértő szerint ebben az irányban lehetségestegye tovább egy lépéssel a micélium megőrzésével és nanorészecskékbe és polimerekbe történő integrálásával az elektronikus alkatrészek fejlesztése érdekében. A számítógépes hordozót textil formában növesztik, hogy további szerkezetet kapjon. Az elmúlt évtizedben Adamatzki professzor számos szenzoros és számítástechnikai eszköz prototípusát hozta létre a Physarum polycephalum iszapos formájának felhasználásával, beleértve a különböző számítási geometriai processzorokat és a hibrid elektronikus eszközöket.
A Physarum Polycephalum penész zsenialitása
Első pillantásra a Physarum polycephalum nem azkülönösen érdekes. Főleg az erdők bomlástermékein növekszik, ez a világos sárga penész egyértelműen nem szuggesztív. Még kevésbé lenyűgöző a szervezet szerkezeti felépítése: egysejtű, csak maradék mennyiségű DNS, fehérje és enzim van benne, ráadásul jelentéktelen sebességgel nő - óránként csak 1 milliméter.
Az összes felsorolt hátrány ellenére azonbanez a plazmodiális csigaforma figyelemre méltóan érzékeny. A mesterséges labirintusok legyőzése, az összetett, ember által tervezett pályák újrateremtése, az ismétlésre való hajlam elkerülése mellett, ez a szervezet a 2000-es évek elején a világ számos tudósának figyelmére összpontosította önmagát.
A nyálkás penész vagy a myxomycete Physarum polycephalum gyümölcsteste többfejű gombának tűnik
A probléma legrövidebb úton történő megoldása
2001-ben a Hokkaido Egyetem (Japán) kutatócsoportja megalakult annak érdekében, hogy tanulmányozzák ennek a szervezetnek a labirintusokon való továbbjutási képességét.
A penészmintát többre osztottáktöredékeket, majd egyenletesen helyezzük el a labirintus mezőben. Néhány órán belül a penész megnőtt, összekötötte az összes szétszórt töredéket és szinte minden lehetséges utat kitölt. És amikor a kutatók kis zabpehelydarabokat helyeztek el az útvesztő bejáratánál és kijáratánál, valami csodálatos történt.
Lassan, de biztosan a nyák kúszott ki mindenkibőla labirintus zsákutcájában, és az élelmiszerhez vezető leghatékonyabb pályára koncentrált. "Válasszon szét vastag vénaszerű formákat", ahogy a kutatók írták, "két pontot összekapcsolva egy olyan pályával, amely a lehető legrövidebb a legrövidebb úthoz."
A kísérlet eredményeként a tudósok úgy döntöttek, hogy ez a szervezet rendelkezik az intelligencia bizonyos kezdetleges látszatával.
Képesség tanulni és megváltoztatni a viselkedést
A Physarum polycephalum az egyetemen tanultHokkaido és hét évvel később. Ezután egy másik tanulmányt végeztek, amelynek célja a meztelen szervezet képes volt előrejelezni és emlékezni az eseményekre, annak ellenére, hogy nincs agy.
A kísérlet részeként penészmintát helyeztünk elműanyag lapon, amely után hagyták növekedni a speciálisan létrehozott ideális körülmények között (magas hőmérséklet, páratartalom). Ezután rendszeres időközönként a mintát hirtelen hideg és száraz levegőnek tették ki, amelynek során a penész jelentősen lelassította a növekedési sebességet.
A lehullott rönk fölött sárga nyálkás penész, a Physarum polycephalum nő fel.
Aztán valami váratlan történt:több időközönként a csiga penész elkezdte "megjósolni" azt a pillanatot, amikor a hideg levegőnek lesz kitéve, és energiamegtakarítás céljából előre lelassította növekedését.
Ennek eredményeként a kutatók megállapították, hogy a vizsgált organizmus képes tanulni, annak ellenére, hogy az agynak nincs semmi látszata.
Hálózati képesség
2010-ben a japán tudósok ismét elkezdték vizsgálni a Physarum polycephalumot - ezúttal azt akarták megtudni, hogy ez a szervezet képes-e hatékony hálózatok kialakítására.
Újra létrehozták az áramkör miniatűr változatátTokiói Vasút zabpehely segítségével jelölte meg a városok helyét, és egy meztelen organizmus mintáját egy Tokiót ábrázoló zabdarabon. Érdemes megjegyezni, hogy a valódi vasúti hálózat kiépítése a természetes dombormű sajátosságainak (hegyek, folyók stb.) Köszönhető. Ezeket az akadályokat gondosan újrateremtették, különféle, különböző intenzitású fényforrásokkal. Az a tény, hogy a plazmodiumok elkerülik az erős megvilágítást.
A Nagy Sárga Folt Tokiót képviseli és aztaz a pont, ahol a Physarum példányt eredetileg elhelyezték; innentől a nyálkás penész apró fehér pontokra terjedt (amelyek a közeli fő városokat reprezentálták), és csak a közöttük lévő fő kapcsolatokig hígultak tovább. Ez a folyamat a testnek csak 26 órát vett igénybe.
Számos teszt után a kutatókarra a következtetésre jutott, hogy az öntőforma "költségekkel, szállítási hatékonysággal és rugalmassággal rendelkezik a vasúti hálózat jellemzőihez hasonló jellemzőkkel", és ezt úgy érte el, hogy létrehozott egy "eljárást az előnyös útvonalak szelektív felerősítésére, a redundáns kapcsolatok eltávolításával".
Az eredmények felhasználásával a csapat biológiailag inspirált matematikai modellt dolgozott ki az adaptív hálózattervezéshez.
„Nehéz, ami több mint 100 évig tartott az emberekneka mérnökök és a várostervezők által fejlesztett rendszert valamivel több mint egy nap alatt a penész hozta létre. ”- mondta Heather Barnett biológus egy TED-konferencián ezekről az organizmusokról. "Myxomycetes - egy biológiai számítógép analógja."
Előre szóló munka és kihívások
Annak ellenére, hogy ez a nyálkás penészsok előny, az a tény, hogy folyamatosan változik, nem teszi lehetővé hosszú élettartamú eszközök létrehozását belőle, ennek eredményeként a nyálkás penész számítási képességei csak a kísérleti laboratóriumi létesítményekre korlátozódnak.
Dehshibi szerint azonban a bazidiomycetesFejlődésük és viselkedésük miatt hozzáférhetőbbek, kevésbé érzékenyek a fertőzésekre, nagyobb méretűek és kényelmesebbek kezelni, mint a nyálkás penészeket. Ezenkívül a Pleurotus ostreatus könnyen kísérletezhet a szabadban, megnyitva az ajtót az új alkalmazások előtt. Ezáltal a gombák ideális célpontot jelentenek a jövőben élő számítógépes eszközök számára.
A gomba használatának problémái
Az UOC kutatója kijelentette:„Véleményem szerint még mindig két fő problémát kell megoldanunk. Az első a [gomba rendszer] számításának konkrét célra való megvalósítása; más szóval értelmes számítás. A második a gomba szubsztrátok tulajdonságainak jellemzése logikai leképezések segítségével a micéliumhálózatok valódi számítási potenciáljának feltárására. " Más szavakkal, bár tudjuk, hogy a gombáknak van potenciálja, a tudósoknak még mindig meg kell találniuk, hogy meddig terjed, és hogyan használhatók fel gyakorlati célokra.
A várakozás azonban nem biztos, hogy sokáig tart.A kezdeti prototípus, amelyet egy tudóscsoport fejlesztett ki és amely a tanulmány részét képezi, egyszerűsíteni fogja az egyedi képességekkel rendelkező épületek jövőbeni tervezését és kivitelezését a gombás biológiai anyagoknak köszönhetően. Ez az innovatív megközelítés elősegíti az élő organizmus építőanyagként való felhasználását, amely a számításhoz is alkalmazkodik. Amikor 2022 decemberében befejeződik a gomba mint hordható eszközök anyagának kutatása, a FUNGAR projekt egy nagy gombaépületet épít Dániában és Olaszországban, valamint egy kisebb verziót az UWE Bristol Frenchai campusán.
Prototípus FUNGAR.
Csak a mai napigkis modulok - tégla és lapok. Ugyanakkor a NASA is érdekli az ötletet, és keresi a bázisok kiépítésének módját a Holdon és a Marson, hogy inaktív vitákat küldhessen más bolygókra.
Mi a lényeg?
- Számodra úgy tűnhet, hogy egy gombában él az életfurcsa, de miért olyan furcsa azt gondolni, hogy élhetünk valami élőben? Ez egy nagyon érdekes ökológiai elmozdulást jelentene, amely lehetővé tenné számunkra a beton, az üveg és a fa felszámolását. Képzelje el, hogy az iskolák, irodák és kórházak folyamatosan növekednek és újjáépülnek. Ez a fenntartható élet csúcsa. "
A cikk szerzői szerint a gomba céljaa számítógépek nem a szilícium chipek cseréjéről szólnak. A gombás reakciók ehhez túl lassúak. Inkább azt gondolják, hogy az emberek az ökoszisztémában növekvő micéliumot "nagyszabású környezeti érzékelőként" használhatják. Szerintük a gombahálózatok nagyszámú adatfolyamot követnek nyomon a napi létük részeként. Ha csatlakozhatnánk a micéliumhálózatokhoz, és értelmezhetnénk az információk feldolgozásához használt jeleket, akkor többet megtudhatnánk az ökoszisztéma folyamatairól.
Olvass tovább
Abortusz és tudomány: mi lesz a gyerekekkel, akik szülni fognak
A tudósok új típusú optikai kvantum számítógépet fejlesztenek ki
Olyan növénynek nevezték el, amely nem fél a klímaváltozástól. Milliárd embert táplál
Az élő szervezetek tartománya (szuperkirályság), amelyek sejtjei magot tartalmaznak. A prokarióták (baktériumok és archeák) kivételével minden organizmus nukleáris.
innovatív tervező cég
Laskagomba, laskagomba vagy laskagomba (lat. Pleurotus ostreatus)
gomba szálak
spórát hordozó réteg