오하이오 주립 대학의 연구원들은 획기적인 기술을 시연했습니다. 표고버섯과 같은 일반 버섯은 디지털 정보를 처리하고 저장할 수 있어 미래에 지속 가능한 컴퓨팅에 대한 새로운 가능성을 열어줍니다. 연구팀은 곰팡이 조직이 어떻게 금속 마이크로칩을 대체하고 유기 전자 부품이 될 수 있는지 연구했습니다.
버섯은 복잡한 생물학적 네트워크와 환경 적응성 때문에 항상 과학계의 주목을 받아 왔습니다. 연구에 따르면 이러한 생물학적 시스템은 전기적 활동을 기록할 수 있는 장치인 "멤리스터"로 설계될 수 있습니다. 이 개념은 이미 전통적인 실리콘 칩에 사용되고 있으며, 오하이오 팀은 생체전자공학을 발전시키기 위한 유기적 등가물을 찾았습니다.
연구진은 곰팡이 균사체가 전기 신호 전송 및 저장을 위한 이상적인 천연 기질임을 지적했습니다. 그들은 표고버섯, 갈색 버섯과 같은 샘플을 재배하고 탈수 후 내부 구조를 보존했으며 여러 부분에 전극을 연결하여 다양한 전압과 주파수에 따른 재료의 반응을 기록했습니다.
테스트 결과에 따르면 곰팡이 회로는 초당 최대 5,850회 속도로 작동 상태를 전환할 수 있으며 임시 컴퓨터 저장소로 사용할 경우 거의 90%의 신호 유지율을 달성할 수 있습니다. 고주파수에서는 성능이 저하되었지만 여러 버섯 샘플을 연결하여 연구진은 신경망과 유사한 시스템을 구축하여 전반적인 성능을 효과적으로 향상시켰습니다.
연구 책임자인 존 라로코 박사(정신의학 분야 과학자)는 곰팡이 물질이 지속적인 전원 공급 없이 신경 활동 패턴을 시뮬레이션할 수 있고, 전력 소비가 낮다는 장점이 있으며, 컴퓨팅 효율성을 향상하고 에너지 소비를 줄이는 데 긍정적인 의미가 있다고 말했습니다. 기존 칩과 비교할 때 이러한 유형의 곰팡이 멤리스터는 희소 금속 및 에너지 집약적인 제조 공정이 필요하지 않으며 유기 구성 요소도 분해 가능하여 전자 폐기물 문제를 해결하는 데 도움이 됩니다.
공동 저자 부교수인 Qudsia Tahmina(전기 및 컴퓨터 공학)는 이 결과가 계산 모델 혁신을 위한 자연 시스템의 영감을 보여준다고 믿습니다. 높은 에너지 소비와 환경 영향에 대한 우려가 커지면서 생체 전자 재료에 대한 연구가 급속히 가열되고 있습니다. 머쉬룸 회로는 향후 저전력 컴퓨팅이나 특수 컴퓨팅 분야의 기존 장치를 보완하거나 부분적으로 대체할 것으로 예상된다.
하지만 연구팀은 이 기술을 실용화하기 위해서는 보다 안정적이고 신뢰할 수 있는 전기적 성능과 소형화 공정을 달성하는 것이 핵심이라고 지적했다. 현재 실험 샘플의 크기는 여전히 눈에 띄지만 향후에는 나노 규모 구성 요소로 확장될 수 있습니다. 곰팡이 컴퓨팅은 엣지 컴퓨팅, 항공우주 센서, 웨어러블 디바이스, 적응형 전자 부품 등에 널리 사용될 것으로 예상된다. 높은 수준의 연결성과 가소성은 생물학적 지능의 구조적 특성에 적합합니다. 그러나 실리콘 반도체의 속도와 내구성을 완전히 뛰어넘기 위해서는 아직 극복해야 할 엔지니어링 과제가 많이 남아 있습니다.