【導讀】在算力需求爆炸式增長的今天，傳統計算機架構正逐漸面臨容量、性能與能耗的多重瓶頸。神經形態計算作為模仿大腦信息處理機制的前沿技術，被視為打破這一困局的關鍵路徑。然而，稀缺的稀土資源和昂貴的制造工藝，卻為其大規模發展設下了障礙。近日，一項來自俄亥俄州立大學的研究帶來了令人振奮的突破：科學家們利用香菇的菌絲網絡，成功構建出具備高效計算與多重優異特性的“真菌憶阻器”。
神經形態計算：向大腦學習的高效能架構
神經形態計算的核心在于借鑒生物大腦數十億年進化所形成的信息處理機制。這種架構天然具備高能效、強適應性和并行處理能力，有望在機器人、自動駕駛等實時性要求極高的場景中發揮關鍵作用。而實現這一目標的關鍵元件之一，就是被稱為“憶阻器”的電子器件。
憶阻器能夠模擬神經元之間的連接與信號傳遞，具備獨特的電學特性，支持現場學習和自適應調整。同時，它還能在同一器件中集成存儲與處理功能，從而大幅降低功耗與延遲，是構建類腦系統的理想基礎元件。
香菇菌絲：可持續的“綠色”憶阻材料
長期以來，憶阻器的制造依賴于稀土金屬等稀缺資源，不僅成本高昂，也對環境構成挑戰。俄亥俄州的研究團隊將目光轉向了自然界的另一類“智能網絡”——真菌菌絲。他們發現，香菇的菌絲體不僅來源廣泛、可生物降解，還能在電信號刺激下傳遞類似神經元反應的“尖峰信號”，表現出作為憶阻材料的巨大潛力。
研究過程中，團隊通過精確的干燥與再水合處理，調控菌絲的導電性能，使其在保持穩定電學行為的同時，避免因水分過多而影響器件功能。經過反復實驗，香菇菌絲憶阻器在多種電壓、波形與頻率條件下均表現出色。
性能卓越：高頻運行與多重抗性
在作為隨機存取存儲器（RAM）的測試中，香菇菌絲憶阻器展現出令人矚目的性能：它能夠在高達5,850 Hz的頻率下穩定運行，準確率達到90% ± 1%。這一結果證明了其在高頻計算任務中的可靠性。
更令人驚喜的是，這種基于生物材料的憶阻器還表現出抗脫水與抗輻射的特性。這些特性使其在極端環境下——例如深空探測、航天設備或長期野外作業中——具有獨特的應用優勢。
應用前景：從邊緣計算到綠色電子
研究團隊指出，香菇菌絲憶阻器在邊緣計算、航空航天和嵌入式系統等領域擁有廣闊前景。其低功耗、輕量化與抗輻射的特點，能夠有效滿足這些場景中對硬件性能與耐受性的嚴苛要求。
此外，真菌憶阻器的成功研發，也為可持續電子學開辟了新方向。它不僅在材料層面實現了環保與可降解，更在系統層面架起了“生物電子學”與“非常規計算”之間的橋梁，為未來構建真正綠色、高效的計算系統提供了全新思路。
