I funghi sono tra gli organismi più antichi e tenaci del mondo. Ora stanno mostrando grandi promesse di diventare uno dei materiali più utili per la produzione di tessuti, gadget e altri materiali da costruzione. La joint venture di ricerca intrapresa dalla University of the West of England, Bristol, il Regno Unito (UWE Bristol) e collaboratori di Mogu S.r.l., Italia, Istituto Italiano di Tecnologia, Torino, Italia e la Facoltà di Informatica, Multimedia e telecomunicazioni dell'Universitat Oberta de Catalunya (UOC) ha dimostrato che i funghi possiedono proprietà incredibili che consentono loro di percepire ed elaborare una serie di stimoli esterni, come la luce, allungamento, temperatura, la presenza di sostanze chimiche e persino segnali elettrici.

Questo potrebbe aiutare a spianare la strada all'emergere di nuovi materiali fungini con una serie di tratti interessanti, compresa la sostenibilità, durata, riparabilità e adattabilità. Attraverso l'esplorazione del potenziale dei funghi come componenti dei dispositivi indossabili, lo studio ha verificato la possibilità di utilizzare questi biomateriali come sensori efficienti con infinite possibili applicazioni.

Funghi per rendere gli smart wearable ancora più smart

È improbabile che le persone considerino i funghi un materiale adatto per la produzione di gadget, in particolare dispositivi intelligenti come pedometri o telefoni cellulari. I dispositivi indossabili richiedono circuiti sofisticati che si collegano a sensori e hanno almeno una certa potenza di calcolo, che si realizza attraverso procedure complesse e materiali speciali. Questo, grosso modo, è ciò che li rende "intelligenti". La collaborazione del Prof. Andrew Adamatzky e della Dott.ssa Anna Nikolaidou dell'Unconventional Computing Laboratory di UWE Bristol, Antoni Gandia, Chief Technology Officer presso Mogu S.r.l., Prof. Alessandro Chiolerio dell'Istituto Italiano di Tecnologia, Torino, Italia e il dottor Mohammad Mahdi Dehshibi, un ricercatore dello Scene Understanding and Artificial Intelligence Lab (SUNAI) dell'UOC ha dimostrato che i funghi possono essere aggiunti all'elenco di questi materiali.

Infatti, il recente studio, intitolato "Reactive fungine wearable" e presente in Biosistemi , analizza la capacità del fungo di ostrica Pleurotus ostreatus di percepire gli stimoli ambientali che potrebbero venire, Per esempio, dal corpo umano. Per testare le capacità di risposta del fungo come biomateriale, lo studio analizza e descrive il suo ruolo di biosensore con la capacità di discernere tra sostanze chimiche, stimoli meccanici ed elettrici.

"I funghi costituiscono il più grande, gruppo più diffuso e più antico di organismi viventi del pianeta, " disse Dehshibi, chi ha aggiunto, "Crescono estremamente velocemente e si legano al substrato con cui li combini". Secondo il ricercatore UOC, i funghi sono persino in grado di elaborare le informazioni in modo simile ai computer.

"Possiamo riprogrammare una geometria e una struttura grafologica delle reti di micelio e quindi utilizzare l'attività elettrica dei funghi per realizzare circuiti di calcolo, " disse Dehshibi, aggiungendo che, "I funghi non solo rispondono agli stimoli e attivano i segnali di conseguenza, ma ci permettono anche di manipolarli per svolgere compiti computazionali, in altre parole, elaborare le informazioni." Di conseguenza, la possibilità di creare veri componenti di computer con materiale fungino non è più pura fantascienza. Infatti, questi componenti sarebbero in grado di catturare e reagire ai segnali esterni in un modo mai visto prima.

Perché usare i funghi?

Sulla superficie, i funghi possono sembrare porre più di alcuni problemi importanti. Devono essere curati, si decompongono, sono solo leggermente resistenti, possono produrre odori, e così via. Però, la maggior parte di questi problemi è già stata superata... e a pieni voti. Il ricercatore ha dichiarato:"In generale, lavorare con organismi viventi comporta alcune difficoltà." Con questo in mente, e dopo aver analizzato tutte le loro opzioni, il team alla fine ha scelto i basidiomiceti, una divisione del regno dei funghi, per il loro studio.

Questi funghi hanno meno a che fare con malattie e altri problemi causati dai loro parenti quando vengono coltivati ​​in casa. Cosa c'è di più, secondo Dehshibi, i prodotti a base di micelio sono già utilizzati commercialmente nell'edilizia. Ha detto:"Puoi modellarli in forme diverse come faresti con il cemento, ma per sviluppare uno spazio geometrico bastano da cinque giorni a due settimane. Hanno anche una piccola impronta ecologica. Infatti, dato che si nutrono di rifiuti per crescere, possono essere considerati rispettosi dell'ambiente."

Il mondo non è estraneo alle cosiddette "architetture fungine" costruite utilizzando biomateriali a base di funghi. Le strategie esistenti in questo campo comportano la crescita dell'organismo nella forma desiderata utilizzando piccoli moduli come mattoni, blocchi o fogli. Questi vengono poi essiccati per uccidere l'organismo, lasciando dietro di sé un composto sostenibile e inodore.

Ma questo può essere fatto un passo avanti, disse l'esperto, se i miceli vengono mantenuti in vita e integrati in nanoparticelle e polimeri per sviluppare componenti elettronici. Ha detto:"Questo substrato del computer viene coltivato in uno stampo tessile per dargli forma e fornire una struttura aggiuntiva. Nell'ultimo decennio, Il professor Adamatzky ha prodotto diversi prototipi di dispositivi di rilevamento e calcolo utilizzando la muffa melmosa Physarum polycephalum, compresi vari processori di geometria computazionale e dispositivi elettronici ibridi."

Il prossimo tratto

Sebbene il professor Adamatzky abbia scoperto che questa muffa melmosa è un comodo substrato per l'informatica non convenzionale, il fatto che sia in continua evoluzione impedisce la fabbricazione di dispositivi di lunga durata, e i dispositivi di calcolo della muffa melmosa sono quindi confinati a configurazioni di laboratorio sperimentali.

Però, secondo Dehshibi, grazie al loro sviluppo e comportamento, i basidiomiceti sono più facilmente disponibili, meno suscettibile alle infezioni, di dimensioni maggiori e più comodo da manipolare rispetto alla muffa melmosa. Inoltre, Pleurotus ostreatus, come verificato nel loro articolo più recente, può essere facilmente sperimentato all'aperto, aprendo così la possibilità a nuove applicazioni. Ciò rende i funghi un bersaglio ideale per la creazione di futuri dispositivi informatici viventi.

Il ricercatore UOC ha dichiarato:"Secondo me, dobbiamo ancora affrontare due grandi sfide. Il primo consiste nell'implementare realmente il calcolo [del sistema fungino] con uno scopo; in altre parole, calcolo che abbia senso. Il secondo sarebbe caratterizzare le proprietà dei substrati fungini tramite mappatura booleana, al fine di scoprire il vero potenziale di calcolo delle reti di micelio." Per dirla in un altro modo, anche se sappiamo che esiste un potenziale per questo tipo di applicazione, dobbiamo ancora capire fino a che punto arriva questo potenziale e come possiamo sfruttarlo per scopi pratici.

Potremmo non dover aspettare troppo a lungo per le risposte, anche se. Il prototipo iniziale sviluppato dal team, che fa parte dello studio, semplificherà la futura progettazione e costruzione di edifici con capacità uniche, grazie ai loro biomateriali fungini. Il ricercatore ha affermato:"Questo approccio innovativo promuove l'uso di un organismo vivente come materiale da costruzione modellato anche per il calcolo". Quando il progetto si concluderà nel dicembre 2022, il progetto FUNGAR costruirà un edificio fungino su larga scala in Danimarca e in Italia, così come una versione più piccola sul Frenchay Campus di UWE Bristol.

Dehshibi ha detto:"Ad oggi, sono stati prodotti solo piccoli moduli come mattoni e lastre. Però, Anche la NASA è interessata all'idea e sta cercando modi per costruire basi sulla luna e su Marte per inviare spore inattive ad altri pianeti". disse:"Vivere dentro un fungo può sembrarti strano, ma perché è così strano pensare che potremmo vivere dentro qualcosa di vivo? Segnerebbe un cambiamento ecologico molto interessante che ci permetterebbe di eliminare il cemento, vetro e legno. Immagina le scuole, uffici e ospedali in continua crescita, rigenerarsi e morire; è l'apice della vita sostenibile."

Per gli autori del saggio, lo scopo dei computer fungini non è sostituire i chip di silicio. Le reazioni fungine sono troppo lente per questo. Piuttosto, pensano che gli umani potrebbero usare il micelio che cresce in un ecosistema come "sensore ambientale su larga scala". Reti fungine, loro ragionano, stanno monitorando un gran numero di flussi di dati come parte della loro esistenza quotidiana. Se potessimo collegarci a reti di miceli e interpretare i segnali, usano per elaborare le informazioni, potremmo saperne di più su ciò che stava accadendo in un ecosistema.