在培育蘑菇计算机的实验室里

乍一看，非常规计算实验室看起来就像一个普通的工作场所，干净光滑的台面上摆满了计算机和科学仪器。但如果你仔细观察，就会发现异常。PopSci分享的一系列视频展示了这项研究的怪异之处：在杂乱的桌子上，有巨大的塑料容器，电极从泡沫状物质中伸出，还有一个巨大的主板，上面长着微小的平菇。

不，这个实验室并不是想重现《最后生还者》中的场景。那里的研究人员一直在研究类似的东西：它成立于 2001 年，秉持着这样的信念：下个世纪的计算机将由化学或生命系统或湿件组成，它们将与硬件和软件和谐地工作。

为什么？从理论上讲，将这些复杂的动态和系统架构集成到计算基础设施中，可以实现以新的方式处理和分析信息。从实验生物学算法、微生物传感器和康普茶电路板的原型可以看出，这个想法最近确实取得了进展。

换句话说，他们正在尝试观察蘑菇是否具有计算和传感功能。

对于真菌计算机来说，菌丝体（真菌的分支状、网状根结构）既是导体，也是计算机的电子元件。（请记住，蘑菇只是真菌的子实体。）它们可以接收和发送电信号，并保留记忆。

“我将菌丝培养物与大麻或木屑混合，然后将其放入封闭的塑料盒中，让菌丝在基质上定植，这样一切看起来都是白色的，”英国布里斯托尔西英格兰大学非常规计算实验室主任 Andrew Adamatzky 说道。“然后我们插入电极并记录菌丝的电活动。因此，通过刺激，它变成了电活动，然后我们得到了反应。”他指出，这是英国计算机科学系中唯一的湿实验室（其中存在化学、液体或生物物质）。

如今，传统计算机将问题视为二进制：1 和 0 代表了这些设备使用的传统方法。然而，现实世界中的大多数动态并不总是能通过该系统捕捉到。这就是为什么研究人员致力于研究量子计算机（可以更好地模拟分子）和基于活体脑细胞的芯片（可以更好地模拟神经网络）等技术的原因，因为它们可以利用一系列复杂的多维函数以不同的方式表示和处理信息，并为某些问题提供更精确的计算。

科学家们已经知道，蘑菇通过一种“互联网”通信与环境和周围的生物保持联系。你可能听说过这种通信方式被称为“木网”。通过破译真菌通过这种生物网络发送信号的语言，科学家们不仅可以了解地下生态系统的状况，还可以利用它们来改进我们自己的信息系统。

蘑菇计算机与传统计算机相比具有一些优势。尽管它们永远无法与当今现代机器的速度相媲美，但它们的容错能力更强（它们可以自我再生）、可重构（它们可以自然生长和进化），而且消耗的能量很少。

在偶然发现蘑菇之前，亚当茨基从 2006 年到 2016 年一直在研究黏菌计算机——没错，就是使用黏菌来解决计算问题。黏菌的科学名称是“绒泡菌”，是一种类似变形虫的生物，其质量无定形地扩散到整个空间。

黏菌是“智能”的，这意味着它们可以自己解决问题，比如在无需程序员给出具体指令或参数的情况下找到穿过迷宫的最短路径。然而，它们也可以通过不同类型的刺激来控制，并用于模拟逻辑门，这是电路和电子产品的基本构件。

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黏菌的大部分研究工作都是针对所谓的“斯坦纳树”或“生成树”问题进行的，这些问题在网络设计中非常重要，可以使用寻路优化算法来解决。“我们用黏菌模拟了路径和道路。我们甚至出版了一本关于道路交通网络生物评估的书，”Adamatzky 说，“此外，我们还用计算几何学解决了许多问题。我们还用黏菌来控制机器人。”

当他完成黏菌项目后，阿达马茨基想知道，如果他们开始研究蘑菇，是否会发生一些有趣的事情。蘑菇是一种与绒泡菌既相似又截然不同的生物。“我们发现，蘑菇实际上会产生类似动作电位的尖峰。与神经元产生的尖峰相同，”他说。“我们是第一个报告用微电极测量真菌尖峰活动的实验室，也是第一个开发真菌计算和真菌电子产品的实验室。”

在大脑中，神经元使用脉冲活动和模式来传递信号，这种特性已被模仿以制造人工神经网络。菌丝体也有类似作用。这意味着研究人员可以使用脉冲的存在或不存在作为零或一，并编码检测到的脉冲的不同时间和间隔，以与计算机编程语言中看到的各种门相关联（或、和等）。此外，如果你在两个不同的点刺激菌丝体，那么它们之间的传导性就会增加，它们之间的通信速度更快、更可靠，从而建立记忆。这就像脑细胞形成习惯的方式。

具有不同几何形状的菌丝可以计算不同的逻辑函数，并且它们可以根据从其接收到的电响应来映射这些电路。“如果你发送电子，它们就会产生峰值，”Adamatzky 说。“有可能实现神经形态电路……我们可以说我计划用蘑菇制造大脑。”

到目前为止，他们已经对平菇 ( Pleurotus djamor) 、幽灵菌 ( Omphalotus nidiformis) 、树菇 ( Ganoderma resinaceum) 、金针菇 ( Flammulina velutipes) 、裂鳃菌 ( Schizophyllum commune)和冬虫夏草 ( Cordyceps militari)进行了研究。

“目前这只是可行性研究。我们只是在证明，菌丝体可以实现计算，并且可以实现基本的逻辑电路和基本的电子电路，”Adamatzky 说。“未来，我们可以培育出更先进的菌丝体计算机和控制装置。”