Mantar neden ve nasıl kullanılır?
Başlangıç olarak, mantarların her şeyden önce yaşayan doğanın krallığı olduğunu belirtmekte fayda var.
Petrolden tavandaki küflenmeye kadar her şey mantardır.
Üniversitenin katılımıyla ortak araştırmaWest England (UWE Bristol), Mogu Srl, İtalyan Teknoloji Enstitüsü (IIT) ve Universitat Oberta de Catalunya (UOC) mantarların inanılmaz özelliklere sahip olduğunu gösterdi. Işık, esneme, sıcaklık, kimyasalların varlığı ve hatta elektrik sinyalleri gibi dış uyaranları algılamalarına ve işlemelerine izin verirler.
Bilim insanları bunun ortaya çıkışın önünü açacağından eminlerStabilite, dayanıklılık, onarılabilirlik ve uyarlanabilirlik gibi birçok ilginç özelliğe sahip yeni mantar malzemeleri. Giyilebilir cihazların bileşenleri olarak mantarların potansiyelini araştıran çalışma, bu biyomateryallerin sonsuz sayıda olası uygulamaya sahip etkili sensörler olarak kullanılma potansiyelini doğruladı. Giyilebilir cihazların, diğer bilgisayarlara kablosuz yerel veya uzaktan bağlantı sağlayan bir tür minyatür bilgisayar olduğunu hatırlatalım: bilezikler, gözlükler, saatler ve hatta giyim eşyaları. Tipik olarak bu tür cihazlar, kullanıcının bulunduğu çeşitli fiziksel aktivite biçimlerini veya çevresel parametreleri izleyen sensörlerle donatılmıştır.
Mantarlar, akıllı giyilebilir cihazları daha da akıllı hale getirir
İnsanların mantarları uygun bir malzeme olarak bulmaları pek olası değildir.gadget üretimi için, özellikle adım ölçer veya cep telefonu gibi akıllı cihazlar. Giyilebilir cihazlar, sensörlere bağlanan ve en azından biraz işlem gücüne sahip karmaşık devreler gerektirir. Bu, sofistike prosedürler ve özel malzemelerle elde edilir. Kabaca konuşursak, onları "akıllı" yapan şey onlar. UWE'den Prof.Andrew Adatzki ve Dr.Anna Nicolaidou, Mogu Srl CTO'su Anthony Gandia, HTE'den Profesör Alessandro Ciolerio ve UOC'de araştırmacı olan Dr.
Mantarlar neler yapabilir?
Aslında, dergide sunulan "Reaktif mantar giyilebilir" başlıklı yakın tarihli bir çalışma Biyosistemleristiridye mantarlarının dışsallığı algılama yeteneğiörneğin insan vücudundan gelebilecek tahriş edici maddeler. Mantarın bir biyomateryal olarak tepki verme yeteneğini test etmek için çalışma, onun kimyasal, mekanik ve elektriksel uyaranları ayırt edebilen bir biyosensör olarak rolünü analiz ediyor ve tanımlıyor.
"Mantarlar en büyüğüdür, en yaygın olanıgezegendeki en yaygın ve en eski canlı organizma grubu ”diye açıklıyor Dr. Dehshibi:" Çok hızlı büyüyorlar ve alt tabakaya bağlanıyorlar. " UOC'deki bir araştırmacıya göre mantarlar, bilgileri bilgisayarların yaptığı gibi işleyebiliyor.
Mantar programlama
Bilim adamı mantarların bile olabileceğinden emin"program" - yani miselyum ağlarının geometrisi ve teorik-grafik yapısı. Mantarların elektriksel aktivitesi daha sonra hesaplama devrelerini uygulamak için kullanılabilir. Gerçekçi değil mi? Miselyumun ne olduğuna bakalım.
Miselyum bitkisel organdırAlt tabakaya güvenilir bir şekilde bağlanmayı, beslenmeyi ve daha sonra üremeyi sağlayan özel organlar oluştururken yapısını değiştirme yeteneğine sahip mantar. Aslında miselyum herkesin tanıdığı miselyumdan başka bir şey değildir. Mantarın aslında büyümeye başladığı yer burasıdır, bu nedenle, örneğin bir porcini mantarının miselyumunu veya bir yağ kutusunu alarak, bunları bu amaca uygun herhangi bir yerde çok başarılı bir şekilde yetiştirebilirsiniz. Ve yapısını en başından değiştirerek "mantarın davranışını" değiştirebilirsiniz.
Bu arada, mantarlar sadece uyaranlara yanıt vermezsinyaller buna göre tetiklenir. Yapıları, bilim insanlarının onları hesaplama görevlerini gerçekleştirmeleri, başka bir deyişle bilgileri işlemeleri için manipüle etmelerine izin verir. Sonuç olarak, mantar materyalinden gerçek bilgisayar bileşenleri yaratma yeteneği artık bilim kurgu değil. Aslında, mantar bileşenleri daha önce hiç olmadığı kadar harici sinyalleri alıp yanıtlayabilecek.
Neden mantar kullanıyorsunuz?
İlk bakışta öyle görünebilirmantar kullanmak kötü bir fikirdir. Onlara bakılması gerekiyor, ayrışıyorlar, çok az stabiliteye sahipler, koku yayabiliyorlar vb. Ancak bu sorunların çoğu zaten çözüldü! Bilim adamlarının belirttiği gibi, canlı organizmalarla çalışmak "genellikle belirli zorluklarla ilişkilidir." Bunu akılda tutarak ve tüm seçenekleri analiz ettikten sonra ekip, çalışmaları için mantar krallığının bir bölümü olan basidiomycetes'i seçti.
Diğerlerinden farklı bir mantar türü - Basidiomycetes
Bugün bilim 36 mantar sınıfını biliyor,dört bölüme ayrılmıştır: üstün, kusurlu, aşağı ve mantar benzeri. Basidiomycetes (lat. Basidiomycetes) veya basidiomycetes, yüksek mantarların ana sınıflarından biridir. Diyetleri ve biyolojileri bakımından diğerlerinden farklıdırlar. Septalı iyi gelişmiş hiflere sahiptirler, hücreleri iki çekirdek içerir ve basidiomisetlerin karakteristik bir özelliği, hymenophore'da basidia oluşumudur. Bunlar, iki veya dört sporlu şişmiş bir terminal hücresinden oluşan özel sporlanma organlarıdır. Hareketsiz basidiosporlar (cinsel üreme sporları) üzerlerinde ekzojen olarak, yani dış bir nedenin etkisi altında doğar.
Miselyum
Bu mantarlar hastalık ve diğerleriyle daha az ilişkilidir.Kapalı alanlarda büyürken akrabalarının neden olduğu sorunlar. Dahası, miselyum bazlı ürünler halihazırda inşaatta ticari olarak kullanılmaktadır. Bu mantarlar farklı şekillerde şekillendirilebilir. Bu yapı, çimento yapımına benzer, ancak geometrik alanı oluşturmak sadece beş gün ila iki hafta sürecektir. Ayrıca mantarlar çimento üretimi kadar çevreye de zarar vermez. Aslında, büyümek için atıkla beslendikleri göz önüne alındığında, çevre dostu olarak kabul edilebilirler.
Yaygın olarak sinek mantarı olarak bilinen Amanita muscaria mantarının yakın plan görüntüsü, bir basidiomycete mantarıdır.
"Mantar mimarisi"
"Mantar mimarisi" tek başına biryeni. Bu alandaki mevcut stratejiler, tuğlalar, bloklar veya levhalar gibi küçük modüller kullanarak bir organizmayı istenen şekle getirmeyi içerir. Daha sonra vücudu öldürmek için kurutulur ve kararlı bileşiği kokusuz bırakır.
Ancak uzmana göre bu yönde mümkünmiselyumu koruyarak ve onu nanoparçacıklara ve polimerlere entegre ederek elektronik bileşenler geliştirmek için bir adım daha ileri götürün. Bilgisayar substratı, ek bir yapı kazandırmak için tekstil formunda büyütülür. Profesör Adamatzki, geçtiğimiz on yıl içinde, çeşitli hesaplamalı geometri işlemcileri ve hibrit elektronik cihazlar da dahil olmak üzere, Physarum polycephalum'un slime formunu kullanarak çeşitli duyusal ve hesaplama cihazları prototipleri yarattı.
Physarum Polycephalum kalıbının dehası
Physarum polycephalum ilk bakıştaözellikle ilgi çekicidir. Esas olarak ormanlarda bozunma ürünleri üzerinde büyüyen bu parlak sarı küf, açıkça bir fikir vermemektedir. Organizmanın yapısal yapısı daha da az etkileyici: tek hücreli, sadece kalıntı miktarda DNA, protein ve enzim içeriyor ve önemsiz bir hızla büyüyor - saatte sadece 1 milimetre.
Bununla birlikte, listelenen tüm dezavantajlara rağmen,bu plazmodik sümüklü böcek kalıbı dikkat çekici derecede zekidir. Yapay labirentlerin üstesinden gelen, karmaşık, insan tarafından tasarlanmış yörüngeleri yeniden yaratan ve tekrar etme eğiliminden kaçınan bu organizma, 2000'li yılların başlarında dünyadaki birçok bilim insanının dikkatine odaklandı.
Mukus küfünün meyve veren gövdeleri veya myxomycete Physarum polycephalum çok başlı mantarlara benzer
Problemi en kısa yoldan çözmek
2001 yılında, bu organizmanın labirentlerden geçme yeteneğini incelemek için Hokkaido Üniversitesi'nden (Japonya) bir araştırma ekibi oluşturuldu.
Kalıp numunesi birkaç parçaya bölündüparçalar ve ardından labirent alanına eşit şekilde yerleştirilir. Birkaç saat içinde, küf büyüdü, dağılmış tüm parçaları birbirine bağladı ve neredeyse her yolu doldurdu. Araştırmacılar labirentin girişine ve çıkışına küçük yulaf ezmesi parçaları yerleştirdiklerinde inanılmaz bir şey oldu.
Yavaş ama emin adımlarla, mukus herkesten dışarı çıktılabirentin çıkmaz sokağıydı ve yiyeceğe giden en verimli yörünge üzerinde yoğunlaştı. Araştırmacıların yazdığı gibi, "iki noktayı en kısa yola olabildiğince yakın bir yörünge ile birleştiren" "ayrı kalın damar benzeri formlar".
Deney sonucunda bilim adamları, bu organizmanın bir tür ilkel zihinsel benzerliğe sahip olduğuna karar verdiler.
Davranışı öğrenme ve değiştirme yeteneği
Physarum polycephalum üniversitede okuduHokkaido ve yedi yıl sonra. Daha sonra, sümüklü böcek organizmasının, beyin olmamasına rağmen olayları tahmin etme ve hatırlama yeteneğini incelemeyi amaçlayan başka bir çalışma yürüttüler.
Deneyin bir parçası olarak, bir kalıp örneği yerleştirildibir plastik levha üzerine, daha sonra özel olarak yaratılmış ideal koşullarda (yüksek sıcaklık, nem) büyümesine izin verildi. Daha sonra, düzenli aralıklarla, numune aniden soğuk ve kuru havaya maruz bırakıldı ve bu sırada kalıp, büyüme hızını büyük ölçüde yavaşlattı.
Sarı sümüksü bir küf olan Physarum polycephalum, düşen bir kütüğün üzerinde büyür.
Sonra beklenmedik bir şey oldu:Birkaç aralıktan sonra, sümüklü böcek kalıbı soğuk havaya maruz kalacağı anı "tahmin etmeye" başladı ve enerji tasarrufu için büyümesini önceden yavaşlattı.
Sonuç olarak, araştırmacılar, üzerinde çalışılan organizmanın, beynin herhangi bir benzerliği olmamasına rağmen öğrenme yeteneğine sahip olduğunu buldular.
Ağ yeteneği
2010 yılında Japon bilim adamları Physarum polycephalum'u tekrar incelemeye başladılar - bu sefer bu organizmanın etkili ağlar oluşturup kuramadığını öğrenmek istediler.
Devrenin minyatür bir versiyonunu yeniden yarattılarTokyo Demiryolları, şehirlerin konumlarını işaretlemek için yulaf ezmesi ve Tokyo'yu temsil eden bir yulaf parçası üzerinde bir sümüklü böcek organizması örneği kullanıyor. Gerçek bir demiryolu ağının inşasının, doğal rahatlamanın (dağlar, nehirler vb.) Özelliklerinden kaynaklandığını belirtmek gerekir. Bu engeller, farklı yoğunluklarda ayrı ışık kaynakları kullanılarak titizlikle yeniden yaratıldı. Gerçek şu ki, plazmodi parlak aydınlatmadan kaçınır.
Büyük Sarı Nokta Tokyo'yu temsil ediyor vePhysarum örneğinin orijinal olarak yerleştirildiği nokta; buradan, sümüksü küf küçük beyaz noktalara (yakındaki ana şehirleri temsil eder) yayıldı ve yalnızca aralarındaki ana bağlantılara kadar inceldi. Bu işlem bedeni sadece 26 saat sürdü.
Araştırmacılar çok sayıda testten sonraKalıbın "maliyet, taşıma verimliliği ve esneklik açısından demiryolu ağının özelliklerine benzer özellikler gösterdiği" sonucuna varmış ve bunu "gereksiz bağlantıları kaldırırken tercih edilen rotaları seçici olarak geliştirmek için bir işlem" oluşturarak gerçekleştirmiştir.
Ekip, bulguları kullanarak uyarlanabilir ağ tasarımı için biyolojik olarak ilham alan bir matematiksel model geliştirdi.
"İnsanları 100 yıldan fazla süren şey zorMühendisler ve şehir planlamacıları tarafından geliştirilen sistem bir günden biraz fazla bir süre içinde küf tarafından yeniden yaratıldı, ”dedi biyolog Heather Barnett bu organizmalarla ilgili bir TED konferansında. "Myxomycetes - biyolojik bir bilgisayarın analogu."
İleride çalışın ve zorluklar
Bu sümüksü küf olmasına rağmenbirçok avantaj, sürekli değişiyor olması, ondan uzun ömürlü cihazların oluşturulmasına izin vermez; Sonuç olarak, mukoza kalıbının hesaplama yetenekleri deneysel laboratuar tesisleri ile sınırlıdır.
Ancak Dehshibi'ye göre basidiomycetesgelişimleri ve davranışları nedeniyle, mukoza küfüne göre daha erişilebilir, enfeksiyonlara daha az duyarlı, boyutları daha büyük ve kullanımı daha uygundur. Ek olarak, Pleurotus ostreatus dış mekanlarda kolaylıkla denenebilir ve yeni uygulamalara kapı açar. Bu, mantarları gelecekte yaşayan bilgisayar cihazları için ideal bir hedef haline getirir.
Mantar kullanma sorunları
Bir UOC araştırmacısı şunları söyledi:“Bana göre hala çözmemiz gereken iki temel sorun var. Birincisi, [mantar sisteminin] hesaplamasını belirli bir amaç için gerçekten uygulamaktır; başka bir deyişle, mantıklı bir hesaplama. İkincisi, miselyum ağlarının gerçek hesaplama potansiyelini ortaya çıkarmak için mantıksal eşlemeler kullanarak mantar alt tabakalarının özelliklerini karakterize etmektir. " Başka bir deyişle, mantarların potansiyeli olduğunu bilsek de, bilim adamlarının hala ne kadar ileri gittiğini ve pratik amaçlar için nasıl kullanılabileceğini bulmaları gerekiyor.
Ancak bekleme süresi uzun olmayabilir.Çalışmanın bir parçası olan bir bilim insanı ekibi tarafından geliştirilen ilk prototip, mantar biyomalzemeleri sayesinde benzersiz yeteneklere sahip binaların gelecekteki tasarımını ve yapımını basitleştirecek. Bu yenilikçi yaklaşım, canlı bir organizmanın aynı zamanda hesaplamaya da uyarlanmış bir yapı malzemesi olarak kullanılmasını teşvik eder. Mantarları giyilebilir cihazlar için malzeme olarak araştırma projesi Aralık 2022'de tamamlandığında, FUNGAR projesi Danimarka ve İtalya'da büyük bir mantar bina ve UWE Bristol Frenchai kampüsünde daha küçük bir versiyon inşa edecek.
Prototip MANTAR.
Sadece bugüne kadarküçük modüller - tuğlalar ve levhalar. Bununla birlikte, NASA da bu fikirle ilgileniyor ve diğer gezegenlere aktif olmayan anlaşmazlıkları göndermek için Ay ve Mars'ta üsler inşa etmenin yollarını arıyor.
Sonuç nedir?
"Mantarın içindeki hayat sana görünebilirtuhaf, ama canlı bir şeyin içinde yaşayabileceğimizi düşünmek neden bu kadar tuhaf? Bu, beton, cam ve ahşabı ortadan kaldırmamızı sağlayacak çok ilginç bir ekolojik değişim anlamına gelir. Okulların, ofislerin ve hastanelerin sürekli büyüdüğünü ve yeniden inşa edildiğini hayal edin. Bu, sürdürülebilir yaşamın zirvesidir. "
Makalenin yazarlarına göre mantarın amacıbilgisayarlar silikon yongaları değiştirmekle ilgili değildir. Mantar reaksiyonları bunun için çok yavaştır. Aksine, insanların bir ekosistemde büyüyen miselyumu "büyük ölçekli bir çevre sensörü" olarak kullanabileceklerini düşünüyorlar. Onlara göre mantar ağları, günlük varlıklarının bir parçası olarak çok sayıda veri akışını izliyor. Miselyum ağlarına bağlanabilir ve bilgileri işlemek için kullandıkları sinyalleri yorumlayabilirsek, ekosistemde neler olduğu hakkında daha fazla şey öğrenebiliriz.
Daha fazla oku
Kürtaj ve bilim: doğum yapacak çocuklara ne olacak
Bilim adamları yeni bir tür optik kuantum bilgisayar geliştirdi
İklim değişikliğinden korkmayan bir bitki olarak adlandırıldı. Bir milyar insanı besliyor
Hücreleri bir çekirdek içeren canlı organizmaların alanı (süper krallık). Prokaryotlar (bakteri ve arkeler) dışındaki tüm organizmalar nükleerdir.
yenilikçi tasarım şirketi
İstiridye mantarı, İstiridye mantarı veya İstiridye mantarı (enlem Pleurotus ostreatus)
mantar ipleri
spor taşıyan katman