버섯을 사용하는 이유와 방법
우선, 버섯은 우선 살아있는 자연의 왕국이라는 점을 언급할 가치가 있습니다.
샴피뇽부터 천장의 곰팡이까지 모든 것이 버섯입니다.
대학 참여와 공동 연구West England (UWE Bristol), Mogu Srl, Italian Institute of Technology (IIT) 및 Universitat Oberta de Catalunya (UOC)는 버섯이 놀라운 특성을 가지고 있음을 보여주었습니다. 그들은 빛, 스트레칭, 온도, 화학 물질의 존재, 심지어 전기 신호와 같은 외부 자극을 인식하고 처리 할 수 있습니다.
과학자들은 이것이 출현의 길을 닦을 것이라고 확신합니다.안정성, 내구성, 수리성 및 적응성을 포함한 많은 흥미로운 특성을 지닌 새로운 곰팡이 물질입니다. 이 연구는 웨어러블 장치의 구성 요소로서 곰팡이의 잠재력을 탐구함으로써 이러한 생체 재료가 무한한 응용 가능성을 지닌 효과적인 센서로 사용될 수 있는 잠재력을 확인했습니다. 웨어러블 장치는 팔찌, 안경, 시계, 심지어 의류까지 다른 컴퓨터에 무선으로 로컬 또는 원격으로 연결할 수 있는 일종의 소형 컴퓨터라는 점을 상기시켜 드리겠습니다. 일반적으로 이러한 장치에는 사용자가 위치한 다양한 형태의 신체 활동이나 환경 매개변수를 모니터링하는 센서가 장착되어 있습니다.
버섯은 스마트 웨어러블을 더욱 스마트하게 만듭니다
사람들은 곰팡이를 적절한 물질로 찾지 못할 것입니다.가제트 생산, 특히 보수계 또는 휴대폰과 같은 스마트 장치. 웨어러블 장치에는 센서에 연결되고 적어도 약간의 처리 능력이있는 복잡한 회로가 필요합니다. 이것은 정교한 절차와 특수 재료를 통해 달성됩니다. 대략적으로 말하자면, 그것들이 그들을 "스마트"하게 만드는 것입니다. Andrew Adatzki 교수와 UWE의 Anna Nicolaidou 박사, Mogu Srl의 CTO Anthony Gandia, IIT의 Alessandro Ciolerio 교수 및 UOC의 연구원 인 Mohammad Mahdi Dehshibi 박사의 협력을 통해 버섯을 이 자료의 목록.
버섯은 무엇을 할 수 있습니까?
실제로 최근 연구인 "반응성 곰팡이 웨어러블"이 저널 바이오 시스템, 굴 버섯이 외부를 감지하는 능력예를 들어 인체에서 발생할 수있는 자극제입니다. 이 연구는 곰팡이가 생체 물질로 반응하는 능력을 테스트하기 위해 화학적, 기계적 및 전기적 자극을 구별 할 수있는 바이오 센서로서의 역할을 분석하고 설명합니다.
“버섯은 가장 크고Dehshibi 박사는 지구상에서 가장 널리 퍼지고 가장 오래된 생명체 그룹이 다음과 같이 설명합니다. "그들은 매우 빠르게 성장하고 기질에 결합합니다." UOC의 연구원에 따르면 버섯은 컴퓨터가하는 방식으로 정보를 처리 할 수도 있습니다.
버섯 프로그래밍
과학자는 버섯이 심지어"프로그램" 즉, 균사체 네트워크의 기하학 및 이론적 그래픽 구조입니다. 그런 다음 버섯의 전기적 활동을 사용하여 계산 회로를 구현할 수 있습니다. 비현실적으로 들리나요? 균사체가 무엇인지 살펴 보겠습니다.
균사체는 식물체이다.구조를 변경하는 동시에 기질에 대한 안정적인 부착, 영양 및 후속 번식을 보장하는 특수 기관을 형성하는 곰팡이. 사실 균사체는 누구에게나 친숙한 균사체에 지나지 않습니다. 여기가 실제로 버섯이 자라기 시작하는 곳이므로, 예를 들어 포르치니 버섯의 균사체나 기름통을 사용하면 이 목적에 적합한 어느 곳에서나 매우 성공적으로 자랄 수 있습니다. 그리고 기원 자체의 구조를 변경함으로써 "버섯의 행동"을 바꿀 수 있습니다.
그런데 버섯은 자극에 반응 할뿐만 아니라그에 따라 신호가 트리거됩니다. 이들의 구조는 과학자들이 정보를 처리하기 위해 계산 작업을 수행하도록 조작 할 수 있도록합니다. 결과적으로 곰팡이 물질로 실제 컴퓨터 구성 요소를 만드는 기능은 더 이상 공상 과학 소설이 아닙니다. 사실, 곰팡이의 구성 요소는 이전과는 전혀 다른 외부 신호를 포착하고 반응 할 수 있습니다.
왜 버섯을 사용합니까?
언뜻 보면 그렇게 보일 수도 있지만곰팡이를 사용하는 것은 나쁜 생각입니다. 관리가 필요하고, 분해되고, 안정성이 거의 없으며, 냄새가 날 수 있습니다. 그러나 이러한 문제의 대부분은 이미 해결되었습니다! 과학자들이 지적한 바와 같이, 살아있는 유기체를 다루는 작업은 “일반적으로 특정한 어려움과 관련이 있습니다.” 이를 염두에 두고 모든 옵션을 분석한 후 팀은 궁극적으로 연구를 위해 곰팡이 왕국의 한 부분인 담자균을 선택했습니다.
다른 버섯과 다른 버섯의 일종 - 담자균류
오늘날 과학은 36종의 버섯을 알고 있습니다.우수함, 불완전함, 열등함, 버섯 모양의 네 부분으로 통합됩니다. 담자균류 (lat. Basidiomycetes) 또는 담자균류는 고등 곰팡이의 주요 부류 중 하나입니다. 그들은 식단과 생물학적 측면에서 다른 사람들과 다릅니다. 그들은 격벽이 있는 잘 발달된 균사를 가지고 있으며, 그들의 세포는 두 개의 핵을 포함하고 있으며, 담자균의 특징은 자실층에 담자기가 형성된다는 것입니다. 이들은 2개 또는 4개의 포자가 있는 부풀어 오른 말단 세포로 구성된 특별한 포자 형성 기관입니다. 외인성, 즉 외부 원인의 영향으로 움직이지 않는 담자 포자 (성 생식 포자)가 탄생합니다.
균사체
이 버섯은 질병 및 기타와 관련이 적습니다.실내에서 자랄 때 친척이 일으키는 문제. 또한 균사체 기반 제품은 이미 건설에 상업적으로 사용되고 있습니다. 이 버섯은 다른 모양으로 만들 수 있습니다. 이 시공은 시멘트 시공과 비슷하지만 기하학적 공간을 만드는 데 5 일에서 2 주 밖에 걸리지 않습니다. 또한 버섯은 시멘트 생산만큼 환경에 해를 끼치 지 않습니다. 사실, 그들이 성장하기 위해 폐기물을 먹고 있다는 점을 감안할 때, 그들은 환경 친화적으로 간주 될 수 있습니다.
일반적으로 파리 agaric으로 알려진 버섯 Amanita muscaria의 클로즈업 이미지는 담자균 균류입니다.
"버섯 건축"
"버섯 아키텍처"자체는새로운. 이 분야의 기존 전략에는 벽돌, 블록 또는 시트와 같은 작은 모듈을 사용하여 유기체를 원하는 모양으로 성장시키는 것이 포함됩니다. 그런 다음 건조되어 몸을 죽이고 안정된 화합물은 냄새가 없습니다.
그러나 전문가에 따르면이 방향으로 가능합니다.균사체를 보존하고이를 나노 입자와 고분자로 통합하여 전자 부품을 개발함으로써 한 단계 더 나아가십시오. 컴퓨터 기판은 섬유 형태로 성장하여 추가적인 구조를 제공합니다. 지난 10 년 동안 Adamatzki 교수는 다양한 계산 기하학 프로세서 및 하이브리드 전자 장치를 포함하여 점액 형태의 Physarum polycephalum을 사용하여 감각 및 컴퓨팅 장치의 여러 프로토 타입을 만들었습니다.
곰팡이 Physarum Polycephalum의 천재
언뜻보기에 Physarum polycephalum은특히 관심이 있습니다. 주로 숲의 분해 산물을 중심으로 자라는이 밝은 노란색 곰팡이는 분명히 암시 적이 지 않습니다. 그다지 인상적이지 않은 것은 유기체의 구조적 구조입니다. 단세포이며 DNA, 단백질 및 효소의 잔류량 만 가지고 있으며 시간당 1mm에 불과한 미미한 속도로 성장합니다.
그러나 나열된 모든 단점에도 불구하고이 plasmodial 민달팽이 곰팡이는 놀랍도록 똑똑합니다. 인공적인 미로를 극복하고 복잡한 인간 공학 궤적을 재현하는 동시에 반복되는 경향을 피하면서이 유기체는 2000 년대 초반 전 세계 많은 과학자들의 관심에 집중했습니다.
점액 곰팡이 또는 myxomycete Physarum polycephalum의 자실체는 다향 곰팡이처럼 보입니다.
가장 짧은 방법으로 문제 해결
2001 년에는이 유기체가 미로를 통과하는 능력을 연구하기 위해 홋카이도 대학 (일본)의 연구팀이 구성되었습니다.
금형 샘플은 여러파편을 미로 필드에 고르게 배치합니다. 몇 시간 만에 곰팡이가 자라고 흩어져있는 모든 파편을 묶고 가능한 거의 모든 경로를 채웠습니다. 그리고 연구원들이 미로의 입구와 출구에 작은 오트밀 조각을 놓았을 때 놀라운 일이 일어났습니다.
천천히하지만 확실하게 모든 사람에게서 점액이 기어 나와미로의 막 다른 골목, 음식으로 이어지는 가장 효율적인 궤도에 집중했습니다. 연구진은 "두꺼운 정맥과 같은 형태를 분리하여 최단 경로에 최대한 가까운 궤적으로 두 지점을 연결합니다."라고 썼습니다.
실험 결과, 과학자들은이 유기체가 일종의 초보적인 마음을 가지고 있다고 결정했습니다.
행동을 배우고 바꾸는 능력
대학에서 공부 한 Physarum polycephalum홋카이도와 7 년 후. 그런 다음 그들은 뇌가 없음에도 불구하고 슬러그 유기체가 사건을 예측하고 기억하는 능력을 연구하는 또 다른 연구를 수행했습니다.
실험의 일환으로 금형 샘플을 배치했습니다.플라스틱 시트에 그 후에 특별히 만들어진 이상적인 조건 (고온, 습도)에서 자랄 수 있습니다. 그런 다음 일정한 간격으로 샘플이 갑자기 차갑고 건조한 공기에 노출되어 곰팡이가 성장 속도를 크게 늦췄습니다.
노란색 끈적 끈적한 곰팡이 인 Physarum polycephalum은 쓰러진 통나무 위에서 자랍니다.
그런 다음 예기치 않은 일이 발생했습니다.몇 가지 간격이 지난 후, 슬러그 곰팡이는 차가운 공기에 노출되는 순간을 "예측"하기 시작했고 에너지를 절약하기 위해 사전에 성장 속도를 늦췄습니다.
그 결과 연구자들은 연구 된 유기체가 뇌의 모양이 전혀 없어도 학습 능력이 있음을 발견했습니다.
네트워킹 능력
2010 년 일본 과학자들은 Physarum polycephalum을 다시 연구하기 시작했습니다. 이번에는이 유기체가 효과적인 네트워크를 형성 할 수 있는지 알아보고 싶었습니다.
그들은 회로의 미니어처 버전을 재현했습니다.도쿄 철도는 오트밀을 사용하여 도시의 위치를 표시하고 도쿄를 대표하는 귀리 조각에 민달팽이 유기체 샘플을 표시합니다. 실제 철도 네트워크의 건설은 자연 구호 (산, 강 등)의 특성 때문이라는 점은 주목할 가치가 있습니다. 이러한 장애물은 강도가 다른 별도의 광원을 사용하여 세 심하게 재현되었습니다. 사실 플라스 모디아는 밝은 조명을 피합니다.
그레이트 옐로우 스팟은 도쿄를 대표합니다.Physarum 표본이 원래 배치 된 지점; 여기에서 칙칙한 곰팡이는 작은 흰색 점 (주변 도시를 나타냄)으로 퍼져서 그들 사이의 주요 연결부까지만 더 얇아졌습니다. 이 과정은 26 시간 밖에 걸리지 않았습니다.
수많은 테스트 후 연구원들은금형은 "비용, 운송 효율성 및 탄력성 측면에서 철도 네트워크와 유사한 특성을 보였으며" "중복 링크를 제거하면서 선호 경로를 선택적으로 증폭하는 프로세스"를 만들어이를 달성했다고 결론지었습니다.
연구 결과를 사용하여 팀은 적응형 네트워크 설계를 위해 생물학적으로 영감을 받은 수학적 모델을 개발했습니다.
“사람들이 100 년 이상 걸린 것은 어렵습니다엔지니어와 도시 계획가에 의해 개발 된 시스템은 하루 조금 만에 곰팡이에 의해 재창조되었습니다.”라고 생물 학자 Heather Barnett는 이러한 유기체에 대한 TED 컨퍼런스에서 말했습니다. "Myxomycetes-생물학적 컴퓨터의 유사체."
앞서 일하고 도전
이 칙칙한 곰팡이에도 불구하고끊임없이 변화하고 있다는 사실은 많은 장점으로 인해 수명이 긴 장치를 만들 수 없습니다. 결과적으로 점액 곰팡이의 계산 능력은 실험 실험실 시설로 제한됩니다.
그러나 Dehshibi에 따르면 담자균은그들의 발달과 행동으로 인해, 그들은 더 접근하기 쉽고 감염에 덜 민감하며 크기가 더 크고 점액 곰팡이보다 다루기가 더 편리합니다. 또한 Pleurotus ostreatus는 야외에서 쉽게 실험 할 수 있으므로 새로운 응용 프로그램의 가능성이 열립니다. 이로 인해 버섯은 미래의 생활 컴퓨팅 장치에 이상적인 대상이됩니다.
버섯 사용의 문제점
UOC 연구원은 다음과 같이 말했습니다.“제 생각에는 여전히 해결해야 할 두 가지 주요 문제가 있습니다. 첫 번째는 특정 목적을 위해 [곰팡이 시스템의] 계산을 실제로 구현하는 것입니다. 즉, 의미있는 계산입니다. 두 번째는 논리적 매핑을 사용하여 버섯 기질의 특성을 특성화하여 균사체 네트워크의 진정한 계산 잠재력을 밝히는 것입니다.” 다시 말해, 우리는 버섯이 잠재력을 가지고 있다는 것을 알고 있지만 과학자들은 그것이 얼마나 멀리 가고 어떻게 실용적인 목적으로 사용될 수 있는지 알아 내야합니다.
그러나 기다림이 길지 않을 수 있습니다.연구의 일환으로 과학자 팀이 개발 한 초기 프로토 타입은 곰팡이 생체 재료 덕분에 독특한 기능을 갖춘 건물의 미래 설계 및 건설을 단순화합니다. 이 혁신적인 접근 방식은 계산에도 적용되는 건축 자재로 살아있는 유기체의 사용을 촉진합니다. 2022 년 12 월에 웨어러블 기기의 재료로 버섯을 연구하는 프로젝트가 완료되면 FUNGAR 프로젝트는 덴마크와 이탈리아에 대형 버섯 건물을 짓고 UWE Bristol Frenchai 캠퍼스에 더 작은 버전을 건설 할 것입니다.
프로토타입 FUNGAR.
현재까지만작은 모듈-벽돌과 시트. 그러나 NASA는 또한이 아이디어에 관심이 있으며 다른 행성에 비활성 분쟁을 보내기 위해 달과 화성에 기지를 구축 할 방법을 찾고 있습니다.
결론은 무엇입니까?
“버섯 속의 삶은이상하지만, 우리가 살아있는 것 안에서 살 수 있다고 생각하는 것이 왜 그렇게 이상한가요? 이것은 우리가 콘크리트, 유리 및 목재를 없앨 수있는 매우 흥미로운 생태 학적 변화를 의미합니다. 학교, 사무실 및 병원이 지속적으로 성장하고 재건한다고 상상해보십시오. 이것이 지속 가능한 삶의 정점입니다. "
이 기사의 저자에 따르면 곰팡이의 목적은컴퓨터는 실리콘 칩을 대체하는 것이 아닙니다. 곰팡이 반응이 너무 느립니다. 오히려 그들은 인간이 생태계에서 자라는 균사체를 "대규모 환경 센서"로 사용할 수 있다고 생각합니다. 그들에 따르면 곰팡이 네트워크는 일상 생활의 일부로 많은 수의 데이터 스트림을 추적합니다. 균사체 네트워크를 활용하여 정보를 처리하는 데 사용하는 신호를 해석 할 수 있다면 생태계에서 일어나는 일에 대해 더 많이 배울 수 있습니다.
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