Por que e como usar cogumelos?
Para começar, vale ressaltar que os cogumelos, antes de tudo, são o reino da natureza viva,
Tudo, desde champignon até mofo no teto, são cogumelos.
Pesquisa conjunta com a participação da UniversidadeWest England (UWE Bristol), Mogu Srl, o Instituto Italiano de Tecnologia (IIT) e a Universitat Oberta de Catalunya (UOC) demonstraram que os cogumelos têm propriedades incríveis. Eles permitem que eles percebam e processem estímulos externos, como luz, alongamento, temperatura, presença de produtos químicos e até mesmo sinais elétricos.
Os cientistas estão confiantes de que isso abrirá caminho para o surgimentonovos materiais fúngicos com muitas características interessantes, incluindo estabilidade, durabilidade, reparabilidade e adaptabilidade. Ao explorar o potencial dos fungos como componentes de dispositivos vestíveis, o estudo confirmou o potencial destes biomateriais para serem utilizados como sensores eficazes com um número infinito de aplicações possíveis. Lembramos que os wearables são uma espécie de computadores em miniatura: pulseiras, óculos, relógios e até peças de roupa - com conexão local ou remota sem fio a outros computadores. Normalmente, esses dispositivos são equipados com sensores que monitoram diversas formas de atividade física ou parâmetros ambientais em que o usuário se encontra.
Cogumelos tornam vestíveis inteligentes mais inteligentes
É improvável que as pessoas encontrem fungos como material adequado.para a produção de gadgets, especialmente dispositivos inteligentes como pedômetros ou telefones celulares. Dispositivos vestíveis requerem circuitos complexos que se conectam a sensores e têm pelo menos algum poder de processamento. Isso é obtido por meio de procedimentos sofisticados e materiais especiais. Grosso modo, são eles que os tornam "inteligentes". A colaboração do Prof. Andrew Adatzki e Dr.Anna Nicolaidou da UWE, Anthony Gandia, CTO da Mogu Srl, Prof. Alessandro Ciolerio do IIT e Ph.D. Mohammad Mahdi Dehshibi, pesquisador da UOC, demonstrou que os cogumelos podem ser adicionados à lista destes materiais.
Do que os cogumelos são capazes?
Na verdade, um estudo recente, “Reactive fungal wearable”, apresentado na revista.Biossistemas, a capacidade dos cogumelos ostra de sentirirritantes que podem vir, por exemplo, do corpo humano. Para testar a capacidade do fungo de responder como um biomaterial, o estudo analisa e descreve seu papel como um biossensor capaz de distinguir entre estímulos químicos, mecânicos e elétricos.
“Os cogumelos são os maiores, mais amplamenteo grupo de organismos vivos mais difundido e mais antigo do planeta ”, explica o Dr. Dehshibi, acrescentando:“ Eles crescem muito rapidamente e se ligam ao substrato ”. Os cogumelos são até capazes de processar informações da mesma forma que os computadores, de acordo com um pesquisador da UOC.
Programação de cogumelos
O cientista tem certeza de que os cogumelos podem até ser“programa” - ou seja, sua geometria e estrutura teórico-gráfica das redes de micélio. A atividade elétrica dos cogumelos pode então ser usada para implementar circuitos computacionais. Parece irreal? Vejamos o que é o micélio.
O micélio é o corpo vegetativofungo, que tem a capacidade de alterar sua estrutura, ao mesmo tempo que forma órgãos especiais que garantem fixação confiável ao substrato, nutrição e posterior reprodução. Na verdade, o micélio nada mais é do que o micélio familiar a todos. É aqui que o cogumelo realmente começa a crescer, portanto, pegando, por exemplo, o micélio de um cogumelo porcini ou uma lata de óleo, você pode cultivá-los com muito sucesso em qualquer local adequado para esse fim. E alterando sua estrutura nas origens, você pode mudar o “comportamento do cogumelo”.
A propósito, os cogumelos não respondem apenas a estímulos eos sinais são acionados em conformidade. Sua estrutura permite que os cientistas os manipulem para realizar tarefas computacionais, ou seja, para processar informações. Como resultado, a capacidade de criar componentes de computador reais a partir de material fúngico não é mais ficção científica. Na verdade, os componentes dos fungos serão capazes de captar e responder aos sinais externos como nunca antes.
Por que usar cogumelos?
À primeira vista pode parecer queusar fungos é uma má ideia. Eles precisam de cuidados, se decompõem, têm pouca estabilidade, podem emitir odores e assim por diante. Porém, a maioria desses problemas já foi resolvida! Como observam os cientistas, trabalhar com organismos vivos “geralmente está associado a certas dificuldades”. Pensando nisso e depois de analisar todas as opções, a equipe acabou escolhendo os basidiomicetos, uma divisão do reino fúngico, para seu estudo.
Um tipo de cogumelo diferente de outros - Basidiomicetos
Hoje a ciência conhece 36 classes de cogumelos,unidos em quatro divisões - superior, imperfeita, inferior e semelhante a um cogumelo. Basidiomicetos (lat. Basidiomicetos) ou basidiomicetos são uma das principais classes de fungos superiores. Eles diferem dos outros em sua dieta e biologia. Eles possuem hifas bem desenvolvidas com septos, suas células contêm dois núcleos e uma característica dos basidiomicetos é a formação de basídios no himenóforo. Estes são órgãos especiais de esporulação, constituídos por uma célula terminal inchada com dois ou quatro esporos. Neles, exogenamente, isto é, sob a influência de uma causa externa, nascem basidiósporos imóveis (esporos de reprodução sexuada).
Micélio
Esses cogumelos são menos associados a doenças e outrosproblemas causados por seus parentes ao crescer em ambientes fechados. Além disso, produtos à base de micélio já estão sendo usados comercialmente na construção. Esses cogumelos podem ter formas diferentes. Esta construção é semelhante à construção de cimento, mas levará apenas cinco dias a duas semanas para criar o espaço geométrico. Além disso, os cogumelos não prejudicam o meio ambiente tanto quanto a produção de cimento. Na verdade, por se alimentarem de resíduos para crescer, podem ser considerados ecologicamente corretos.
Uma imagem em close-up do fungo Amanita muscaria, comumente conhecido como agárico de mosca, é um fungo basidiomiceto.
"Arquitetura cogumelo"
"Arquitetura de cogumelo" em si não é umNovo. As estratégias existentes nesta área incluem o crescimento de um organismo até a forma desejada usando pequenos módulos, como tijolos, blocos ou folhas. Eles são então secos para matar o corpo, deixando o composto estável sem cheiro.
Mas, segundo o especialista, nesse sentido é possíveldê um passo adiante, preservando o micélio e integrando-o em nanopartículas e polímeros para desenvolver componentes eletrônicos. O substrato do computador é cultivado em forma de tecido para dar-lhe uma estrutura adicional. Na última década, o professor Adamatzki criou vários protótipos de dispositivos sensoriais e de computação usando a forma limosa do Physarum polycephalum, incluindo vários processadores de geometria computacional e dispositivos eletrônicos híbridos.
O gênio do molde Physarum Polycephalum
À primeira vista, Physarum polycephalum não éé de particular interesse. Crescendo principalmente em produtos de decomposição em florestas, este bolor amarelo brilhante claramente não é sugestivo. Ainda menos impressionante é a estrutura estrutural do organismo: é unicelular, possui apenas uma quantidade residual de DNA, proteínas e enzimas, além disso, cresce a uma taxa insignificante - apenas 1 milímetro por hora.
No entanto, apesar de todas as desvantagens listadas,este molde de lesma plasmodial é notavelmente sapiente. Superando labirintos artificiais, recriando trajetórias complexas criadas pelo homem, enquanto evitava a tendência à repetição, este organismo focou em si mesmo a atenção de muitos cientistas ao redor do mundo no início dos anos 2000.
Corpos de frutificação de mofo mucoso ou mixomiceto Physarum polycephalum parecem fungos com várias cabeças
Resolvendo o problema da maneira mais curta
Em 2001, uma equipe de pesquisadores da Universidade de Hokkaido (Japão) foi formada com o objetivo de estudar a capacidade desse organismo de percorrer labirintos.
A amostra do molde foi dividida em váriosfragmentos e depois colocados uniformemente no campo do labirinto. Em poucas horas, o molde havia crescido, juntando todos os fragmentos espalhados e preenchendo quase todos os caminhos possíveis. E quando os pesquisadores colocaram pequenos pedaços de mingau de aveia na entrada e saída do labirinto, algo incrível aconteceu.
Lentamente, mas com segurança, o muco rastejou para fora de todosbeco sem saída do labirinto e concentrado na trajetória mais eficiente que leva à comida. "Separe as formas semelhantes a veias espessas", como escreveram os pesquisadores, "conectando dois pontos com uma trajetória o mais próxima possível do caminho mais curto."
Como resultado do experimento, os cientistas decidiram que esse organismo possui algum tipo de aparência rudimentar de mente.
Capacidade de aprender e mudar comportamentos
Physarum polycephalum estudou na UniversidadeHokkaido e sete anos depois. Em seguida, eles conduziram outro estudo com o objetivo de estudar a capacidade do organismo lesma de prever e lembrar eventos, apesar da ausência de um cérebro.
Como parte do experimento, uma amostra de molde foi colocadaem uma folha de plástico, após o que foi permitido crescer em condições ideais especialmente criadas (alta temperatura, umidade). Então, em intervalos regulares, a amostra foi repentinamente exposta ao ar frio e seco, durante o qual o molde diminuiu bastante a taxa de crescimento.
Um molde viscoso amarelo, Physarum polycephalum, cresce sobre um tronco caído.
Então, algo inesperado aconteceu:depois de vários intervalos, o bolor da lesma começou a "prever" o momento em que deveria ser exposto ao ar frio e, com antecedência, desacelerou seu crescimento para economizar energia.
Como resultado, os pesquisadores descobriram que o organismo estudado tem a capacidade de aprender, apesar da completa ausência de qualquer aparência de cérebro.
Habilidade de rede
Em 2010, cientistas japoneses começaram a estudar o Physarum polycephalum novamente - desta vez, eles queriam descobrir se esse organismo é capaz de formar redes eficazes.
Eles recriaram uma versão em miniatura do circuitoA Tokyo Railways usa aveia para marcar a localização das cidades e uma amostra de um organismo lesma em um pedaço de aveia representando Tóquio. Vale ressaltar que a construção de uma rede ferroviária real se deu pelas peculiaridades do relevo natural (montanhas, rios, etc.). Esses obstáculos foram recriados meticulosamente usando fontes de luz separadas de diferentes intensidades. O fato é que os plasmódios evitam a iluminação intensa.
A Grande Mancha Amarela representa Tóquio e queo ponto onde o espécime Physarum foi originalmente colocado; a partir daqui, o molde viscoso se espalhou para pequenos pontos brancos (representando as principais cidades próximas), e afinou ainda mais apenas nas principais conexões entre elas. Esse processo demorou apenas 26 horas para o corpo.
Depois de vários testes, os pesquisadoresconcluiu que o molde "apresentava características semelhantes às da rede ferroviária em termos de custo, eficiência de transporte e resiliência", e conseguiu-o criando um "processo de ampliação seletiva das rotas preferidas e eliminação de ligações redundantes".
Usando as descobertas, a equipe desenvolveu um modelo matemático de inspiração biológica para projeto de rede adaptativa.
“O que levou as pessoas mais de 100 anos é difícilo sistema que está sendo desenvolvido por engenheiros e planejadores urbanos foi recriado por molde em pouco mais de um dia ”, disse a bióloga Heather Barnett em uma conferência do TED sobre esses organismos. "Myxomycetes - um análogo de um computador biológico."
Trabalho à frente e desafios
Apesar do fato de que este molde viscosomuitas vantagens, o fato de estar em constante mudança, não permite a criação de dispositivos de longa vida a partir dele, como resultado, as capacidades computacionais do molde mucoso são limitadas a instalações de laboratório experimental.
No entanto, de acordo com Dehshibi, basidiomicetosdevido ao seu desenvolvimento e comportamento, são mais acessíveis, menos suscetíveis a infecções, maiores em tamanho e mais fáceis de manusear do que o molde mucoso. Além disso, o Pleurotus ostreatus pode ser facilmente experimentado ao ar livre, abrindo possibilidades para novas aplicações. Isso torna os cogumelos um alvo ideal para futuros dispositivos de computação vivos.
Problemas de uso de cogumelos
Um pesquisador da UOC afirmou:“Na minha opinião, ainda temos dois problemas principais para resolver. O primeiro é realmente implementar o cálculo [do sistema fúngico] para um propósito específico; em outras palavras, um cálculo que faz sentido. A segunda é caracterizar as propriedades dos substratos fúngicos usando mapeamentos lógicos para descobrir o verdadeiro potencial computacional das redes de micélio. ” Em outras palavras, embora saibamos que os cogumelos têm potencial, os cientistas ainda precisam descobrir até onde ele vai e como pode ser usado para fins práticos.
No entanto, a espera pode não ser longa.O protótipo inicial, desenvolvido por uma equipa de cientistas, que faz parte do estudo, irá simplificar o futuro desenho e construção de edifícios com capacidades únicas graças aos biomateriais fúngicos. Esta abordagem inovadora promove o uso de um organismo vivo como material de construção que também é adaptado para computação. Quando o projeto para pesquisar cogumelos como materiais para dispositivos vestíveis for concluído em dezembro de 2022, o projeto FUNGAR construirá um grande edifício de cogumelos na Dinamarca e na Itália, bem como uma versão menor no campus da UWE Bristol Frenchai.
Protótipo FUNGAR.
Até o momento, apenaspequenos módulos - tijolos e folhas. No entanto, a NASA também está interessada na ideia e está procurando maneiras de construir bases na Lua e em Marte para enviar disputas inativas a outros planetas.
Qual é o resultado final?
“A vida dentro de um cogumelo pode parecer para vocêestranho, mas por que é tão estranho pensar que podemos viver dentro de algo vivo? Isso significaria uma mudança ecológica muito interessante que nos permitiria acabar com o concreto, o vidro e a madeira. Imagine escolas, escritórios e hospitais em constante crescimento e reconstrução. Este é o pináculo da vida sustentável. "
Segundo os autores do artigo, a finalidade do fungoos computadores não são para substituir os chips de silício. As reações fúngicas são muito lentas para isso. Em vez disso, eles acham que os humanos podem usar o micélio que cresce em um ecossistema como um "sensor ambiental de grande escala". De acordo com eles, as redes de fungos rastreiam um grande número de fluxos de dados como parte de sua existência diária. Se pudéssemos nos conectar a redes de micélio e interpretar os sinais que elas usam para processar informações, poderíamos aprender mais sobre o que está acontecendo no ecossistema.
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Cogumelo-ostra, cogumelo-ostra ou cogumelo-ostra (lat.Pleurotus ostreatus)
fios de cogumelos
camada de esporos