容易懂 Easy Know
現在的電腦晶片雖然很厲害，但它們需要消耗很多電力，而且製作時要挖很多珍貴的稀土礦物，用完還會變成一大堆電子垃圾，對地球很不友善。特別是像人工智慧（AI）這種技術，需要更多更多的電。所以，科學家們夢想著做出一種像我們大腦一樣省電又聰明的晶片，因為我們的大腦只用一顆小燈泡的電力就能做很多事！但是，用傳統方法做晶片還是老樣子，而直接培養像大腦細胞那樣的東西又太難、太貴。後來，有科學家想到一個超棒的方法：利用香菇下面的根（叫做菌絲體）來做晶片！這種菌絲體不只自己會傳遞電訊號，還超級好養，丟一點廚餘給它就能長一大片。最棒的是，它還能乾燥保存，像我們吃的乾香菇一樣，以後只要噴點水就能用。實驗發現，這種乾香菇竟然能「記住」它上次通過的電，就像電腦的記憶體一樣，又環保又便宜，未來我們的智慧手錶、機器人甚至太空探測器可能都會用到它呢！
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總結 Overall Summary
當前，傳統半導體晶片面臨日益嚴峻的能源消耗和環境挑戰。隨著摩爾定律的推進以及人工智慧深度學習對算力的巨大需求，晶片功耗急劇上升，製造過程中對稀土礦的依賴導致高污染和大量電子垃圾問題。為此，科學家們正積極探索「神經形態計算」，旨在模仿人類大腦的低功耗（約20瓦）和高效平行運算模式。
現有的替代方案各有缺陷。一方面，繼續沿用半導體途徑來模仿大腦，仍無法擺脫對稀土礦的開採、高能耗製造與電子廢棄物的困境。另一方面，直接在實驗室培養神經類器官雖然更接近生物本質，但其濕潤、脆弱、昂貴且難以攜帶的特性，使其難以走出實驗室進行實際應用。
在這種背景下，美國俄亥俄州立大學的科學家們提出了一項創新性的解決方案：利用香菇的菌絲體（mycelium）來開發電子元件。這項研究發表於《PLOS ONE》期刊，核心思想是利用菌絲體作為天然的地下電訊號網絡。菌絲體具備多項優勢：它天然能夠透過電訊號溝通，且生長成本極低，僅需農業廢料（如甘草、小麥胚芽）即可大量培養。更重要的是，科學家證實菌絲體具有抗輻射能力，具備在極端環境（如太空）中存活的潛力。
研究團隊將培養好的香菇菌絲體進行脫水處理，如同製作乾香菇一般，透過陽光曝曬七天。這一關鍵步驟解決了神經類器官濕潤難以保存的致命缺陷，使得菌絲體能夠長期保存和攜帶，使用時只需噴水即可恢復活性。隨後，科學家們將電線插入加濕後的乾香菇中，施加不同頻率（0.1赫茲至1萬赫茲）和電壓的電流。
實驗結果令人驚訝：這塊乾香菇菌絲體展現出記憶前一次電氣狀態的能力，即「易阻器」（memristor）的標準行為。透過電流電壓圖上的「捏製迴線」（pinch hysteresis loop），科學家們在10赫茲、5伏特的條件下，測得其記憶準確率高達95%。進一步測試其作為電腦隨機存取記憶體（RAM）的潛力，發現其切換速度最高可達5850赫茲，準確率仍保持在90%。
這項研究顛覆了傳統電子元件的材料觀念，證明了我們可以利用幾乎零成本、可生物分解且耐用的天然材料，製造出具備記憶和開關功能的電子元件。這不僅為解決晶片產業的環境問題提供了新途徑，也為未來的穿戴裝置、邊緣計算，甚至太空探測器等應用，開啟了使用永續、環保材料的可能性，透過「多插幾朵香菇」實現大腦式的平行處理，開啟了生物材料電子元件的新紀元。
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觀點 Viewpoints
傳統晶片面臨高耗能與環境挑戰：隨著AI的發展，傳統矽基晶片在製造過程中需依賴稀土礦，消耗大量能源，並產生污染和電子垃圾。
神經形態計算是未來方向：模仿大腦的低功耗（20瓦）和純算一體平行運算模式，被視為解決現有晶片困境的理想途徑。
現有替代方案的局限性：
半導體模仿：仍無法擺脫稀土礦依賴、高污染和高能耗的問題。
神經類器官：雖然是生物途徑，但濕潤、昂貴、脆弱且難以脫離實驗室應用。
香菇菌絲體的新潛力：美國俄亥俄州立大學研究發現，香菇底下的菌絲體是天然的電訊號網絡，具有易培養、抗輻射，且能乾燥保存的優勢。
乾香菇展現記憶與儲存能力：實驗證實，經脫水再加濕的乾香菇菌絲體能記住電氣狀態（易阻行為），並可作為電腦RAM，切換速度快且準確率高（最高5850Hz，準確率90%）。
低成本、可生物分解與耐用性：此研究證明了幾乎零成本、對環境友善的天然材料，也能製造出有潛力的電子元件，解決了電子廢棄物問題。
多核心平行處理的啟示：香菇晶片的重點不在於單一速度，而在於可透過增加數量實現大腦般的大規模平行處理，為未來電子元件設計提供新思路。
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摘要 Abstract
✅ 摩爾定律與AI導致傳統晶片高耗能、高污染問題日益嚴重。
⚠️ 神經形態計算旨在模仿大腦低功耗與平行運算，是未來解決方案。
📌 傳統半導體和生物培養神經類器官各有缺陷，難以規模化應用。
🍄 美國科學家發現香菇菌絲體可作為天然電路，且易於培養、抗輻射。
💡 經脫水再加濕的乾香菇，實驗證實具備記憶電氣狀態的「易阻」特性。
⚡️ 乾香菇菌絲體可作為RAM，切換速度最高達5850Hz，準確率90%。
♻️ 此技術提供幾乎零成本、可生物分解且耐用的電子元件材料。
🚀 香菇晶片有望應用於穿戴裝置、邊緣計算甚至太空探測器，實現大規模平行處理。
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FAQ 測驗
第一題：科學家們嘗試透過神經形態計算解決當前電腦晶片的主要問題是什麼？
A. 晶片體積過大，難以微型化。
B. 晶片耗電量高且對環境造成污染。
C. 晶片運算速度不夠快，無法滿足AI需求。
D. 晶片製造過程中人力成本過高。
正確答案：B. 晶片耗電量高且對環境造成污染。
解釋：影片指出，傳統晶片因摩爾定律和AI深度學習導致耗電量巨大，且製造過程依賴稀土礦，帶來高污染和電子垃圾問題。
第二題：科學家在研究中，是利用香菇的哪個部分來製作類腦電子元件？
A. 香菇的菇蓋。
B. 香菇的菇柄。
C. 香菇的孢子。
D. 香菇底下的菌絲體（菌屍體）。
正確答案：D. 香菇底下的菌絲體（菌屍體）。
解釋：研究的核心是利用香菇底下的菌絲體（菌屍體），它被認為是天然的地下電訊號網絡。
第三題：經過脫水再加濕的乾香菇菌絲體，在電力測試中展現出了哪種關鍵的電子元件行為？
A. 發光反應。
B. 產生熱能。
C. 記憶先前電氣狀態（易阻行為）。
D. 吸收電磁波。
正確答案：C. 記憶先前電氣狀態（易阻行為）。
解釋：實驗發現，乾香菇菌絲體能夠記住上一次通過的電氣狀態，這是電子元件「易阻器」的標準行為，並透過電流電壓圖上的捏製迴線得到證實。
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