在传统硅基芯片逼近物理极限、同时带来环境压力的背景下,科学家开始把目光投向自然界的有机材料。最新发表于《PLOS ONE》的研究显示,香菇的菌丝网络具有独特的电学特性——既能传导电流,又能通过电阻变化“记录”过去的电信号,其行为与计算机中的忆阻器高度相似。研究团队发现,菌丝网络在脱水后依然保持较好的功能稳定性;在10Hz频率、5V电压条件下测试时,其信号响应准确率接近理论极限。虽然在更高频环境下性能会下降,但通过并联多组菌丝,可在一定程度上模拟人脑神经网络的冗余机制。该研究的另一层意义在于,真菌材料的自我修复能力与环境适应性明显优于传统半导体。菌丝网络可自然生长,无需复杂光刻工艺,仅凭培养皿就有望实现规模化制备,从而降低生产成本与能耗。就技术路径而言,这项工作为神经形态计算提供了新的材料载体。不同于传统计算机的线性运算方式,真菌“忆阻器”通过模拟生物突触的可塑性,有望支持类脑计算所需的并行处理与自主学习。欧盟“绿色计算2030”计划的有关专家认为,这类生物混合系统可能为后摩尔时代的计算架构提供新的突破口。产业层面,日本早稻田大学等机构已启动相关产学研合作。研究人员预计,未来五年内,基于菌丝的存储单元可能率先落地于医疗监测等低功耗场景。但同时也指出,提高信号传输速度以及建立标准化培养工艺,仍是走向应用必须跨越的关键门槛。
真菌计算的进展再次提醒我们,前沿技术的灵感不必只来自传统材料体系;从自然界借力,利用生物材料的特性应对算力与能耗挑战,是可持续发展在科技领域的一种可行路径。尽管真菌芯片从实验室走向规模应用仍需时间验证与工程化推进,但这项研究已经提供了新的思路,也让人们看到了计算产业迈向更绿色、更高效、更可持续的可能方向。