A primera vista, el Laboratorio de Computación No Convencional parece un espacio de trabajo regular, con computadoras e instrumentos científicos cubriendo sus encimeras limpias y suaves. Pero si miras de cerca, las anomalías comienzan a aparecer. Una serie de videos compartidos con ciencia pop muestran las peculiaridades extrañas de esta investigación: encima de los escritorios desordenados, hay grandes contenedores de plástico con electrodos que sobresalen de una sustancia similar a la espuma, y una placa base enorme con pequeños hongos ostra que crecen encima.
No, este laboratorio no intenta recrear escenas de “The Last of Us”. Los investigadores allí han estado trabajando en cosas como esta por un tiempo: se fundó en 2001 con la creencia de que las computadoras del próximo siglo estarán hechas de sistemas químicos o vivos, o software húmedo, que funcionarán en armonía con el hardware y software.
¿Por qué? La integración de estas dinámicas complejas y arquitecturas de sistemas en infraestructura informática podría en teoría permitir que la información sea procesada y analizada de nuevas maneras. Y definitivamente es una idea que ha ganado terreno recientemente, como se ve a través de algoritmos basados en biología y prototipos de sensores de microbios y tableros de circuitos de kombucha.
En otras palabras, están tratando de ver si los hongos pueden realizar funciones informáticas.
Con las computadoras fúngicas, el micelio, la estructura ramificada de la raíz del hongo en forma de red, actúa como conductor y como componente electrónico de una computadora. (Recuerde, los hongos son solo el cuerpo fructífero del hongo). Pueden recibir y enviar señales eléctricas, así como retener la memoria.
“Mezclo cultivos de micelio con cáñamo o con virutas de madera, y luego lo coloco en cajas de plástico cerradas y dejo que el micelio colonice el sustrato, para que todo se vea blanco”, dice. Andrés Adamatzky, director del Laboratorio de Computación No Convencional de la Universidad del Oeste de Inglaterra en Bristol, Reino Unido. “Luego insertamos electrodos y registramos la actividad eléctrica del micelio. Entonces, a través de la estimulación, se convierte en actividad eléctrica y luego obtenemos la respuesta”. Señala que este es el único laboratorio húmedo del Reino Unido, uno donde está presente materia química, líquida o biológica, en cualquier departamento de informática.
Las computadoras clásicas de hoy ven los problemas como binarios: los unos y los ceros que representan el enfoque tradicional que utilizan estos dispositivos. Sin embargo, la mayoría de la dinámica
Los científicos ya saben que los hongos se mantienen conectados con el medio ambiente y los organismos que los rodean mediante una especie de comunicación de “internet”. Es posible que haya escuchado que esto se conoce como el tela ancha de madera. Al descifrar el lenguaje que usan los hongos para enviar señales a través de esta red biológica, los científicos podrían no solo obtener información sobre el estado de los ecosistemas subterráneos, sino también aprovecharlos para mejorar nuestros propios sistemas de información.
Las computadoras tipo hongo podrían ofrecer algunos beneficios sobre las computadoras convencionales. Aunque nunca podrán igualar las velocidades de las máquinas modernas de hoy en día, podrían ser más tolerantes a fallas (pueden autorregenerarse), reconfigurables (crecen y evolucionan naturalmente) y consumen muy poca energía.
Antes de tropezar con las setas, Adamatzky trabajó en moho de limo computadoras—sí, eso implica usar moho mucilaginoso para resolver problemas informáticos— de 2006 a 2016. Physarum
Los moldes de baba son “inteligentes”, lo que significa que pueden resolver problemas, como encontrar el camino más corto a través de un laberinto sin que los programadores les den instrucciones o parámetros exactos sobre qué hacer. Todavía, pueden ser controlados así como a través de diferentes tipos de estímulos, y ser utilizados para simular puertas lógicas, que son los componentes básicos de los circuitos y la electrónica.
[Related: What Pong-playing brain cells can teach us about better medicine and AI]
Gran parte del trabajo con mohos mucilaginosos se realizó en lo que se conoce como “árbol de Steiner” o problemas de “árbol de expansión” que son importantes en el diseño de redes y se resuelven mediante el uso de algoritmos de optimización de búsqueda de rutas. “Con el moho mucilaginoso, imitamos caminos y carreteras. Incluso publicamos un libro sobre bioevaluación de las redes de transporte por carretera”, dice Adamatzky. “Además, resolvimos muchos problemas con geometría computacional. También usamos moldes de limo para robots de control.”
Cuando terminó sus proyectos de moho mucilaginoso, Adamatzky se preguntó si sucedería algo interesante si comenzaban a trabajar con hongos, un organismo que es a la vez similar y tremendamente diferente. Physarum. “En realidad, descubrimos que los hongos producen picos similares a los de un potencial de acción. Los mismos picos que producen las neuronas”, dice. “Somos el primer laboratorio en informar sobre la actividad de picos de hongos medida por microelectrodos, y el primero en desarrollar computación fúngica y electrónica fúngica”.
En el cerebro, las neuronas usan actividades de picos y patrones para comunicar señales, y esta propiedad ha sido imitada para hacer redes neuronales artificiales. El micelio hace algo parecido. Eso significa que los investigadores pueden usar la presencia o ausencia de un pico como su cero o uno, y codificar los diferentes tiempos y espacios de los picos que se detectan para correlacionarlos con el varias puertas visto en el lenguaje de programación de computadoras (o, y, etc). Además, si estimula el micelio en dos puntos separados, la conductividad entre ellos aumenta y se comunican más rápido y de manera más confiable, lo que permite que se establezca la memoria. Así es como se forman las células cerebrales hábitos.
El micelio con diferentes geometrías puede calcular diferentes funciones lógicasy pueden mapear estos circuitos basados en el respuestas electricas reciben de ella. “Si envías electrones, se dispararán”, dice Adamatzky. “Es posible implementar circuitos neuromórficos… Podemos decir que planeo hacer un cerebro con hongos”.
Hasta ahora, han trabajado con hongos ostra (Pleurotus djamor)hongos fantasma (Omphalotus nidiformis)hongos de soporte (Ganoderma resinaceum)hongos Enoki (Flammulina velutipes)hongos de branquias abiertas (Schizophyllum común) y hongos oruga (Cordyceps militari).
“En este momento son solo estudios de factibilidad. Solo estamos demostrando que es posible implementar computación, y es posible implementar circuitos lógicos básicos y circuitos electrónicos básicos con micelio”, dice Adamatzky. “En el futuro, podemos desarrollar computadoras y dispositivos de control de micelio más avanzados”.