RW Space

Компьютер, который использует грибной мицелий для хранения информации, однажды может стать недорогой альтернативой нынешнему поколению устройств памяти.

Используя старые добрые грибы шиитаке (Lentinula edodes), ученые создали работающие мемристоры – элементы схемы, которые «помнит» свои прошлые электрические состояния – не из диоксида титана или кремния, а из корнеподобных (и в некоторой степени нейронных) элементов. часть гриба, называемого мицелием.

В результате получается мемристор с производительностью, сравнимой с производительностью кремниевого чипа, но потенциально дешевым, масштабируемым и экологически чистым, чего нет у многих современных компьютерных компонентов.

Связано: Инженеры дали грибу тело робота и позволили ему дико развиваться

«Возможность разрабатывать микрочипы, которые имитация реальной нейронной активности означает, что вам не нужно много энергии в режиме ожидания или когда машина не используется», — говорит психиатр Джон ЛаРокко из Университета штата Огайо. «Это может стать огромным потенциальным вычислительным и экономическим преимуществом».

Разработка компьютера, который ведет себя как мозг, требует разработки компонентов, которые также ведут себя как части мозга. Одним из таких требований являются мемристоры, которые могут действовать как синапсы – соединения между нейронами, которые управляют потоком информации.

Ученые рассматривали возможность использования грибов в качестве частей компьютера, не в последнюю очередь потому, что мицелиальные сети ведут себя аналогично нейронным сетям. Они структурированы одинаково и передают информацию с помощью электрических и химических сигналов, как и мозг.

Но тот факт, что на самом деле они не являются мозгом, означает, что необходимы некоторые инженерные разработки, чтобы заставить их делать то, что нужно ученым.

Команда использовала грибы шиитаке, потому что этот вид особенно крепкий, устойчивый и устойчивый к стрессовым факторам, таким как радиация. Исследователи засеяли девять образцов спорами шиитаке в заполненных субстратом чашках Петри и вырастили их в условиях контролируемой температуры и влажности.

Когда мицелий вырос настолько, что покрыл чашку Петри, исследователи высушили каждый образец в хорошо проветриваемом помещении под прямыми солнечными лучами, чтобы обеспечить его долгосрочную жизнеспособность. Подготовленный таким образом, каждый образец был готов к работе для проверки своих вычислительных возможностей, подключен к специально созданной цепи для подачи электрического тока.

«Мы соединяли электрические провода и датчики в разных точках гриба, потому что отдельные его части имеют разные электрические свойства», — говорит ЛаРокко. «В зависимости от напряжения и способа подключения мы наблюдали разные характеристики».

Исследователи достигли производительности 5850 Гц с точностью 90 процентов от своего «мушристора», то есть он переключает сигналы со скоростью около 5850 раз в секунду, или одно переключение каждые 170 микросекунд или около того. Самые медленные коммерчески доступные мемристоры запускаются со скоростью чуть менее чем вдвое большей, поэтому эксперимент чрезвычайно многообещающий для первых шагов ребенка.

Исследователи также обнаружили, что по мере увеличения электрического напряжения производительность гриба снижается. Им удалось компенсировать это, добавив в схему больше грибов.

В ближайшее время у вас не будет мицелиального компьютера, питающего вашу роковую прокрутку. Тем не менее, результаты указывают на то, что это благоприятный путь для будущих исследований и разработок в области доступных, недорогих и биоразлагаемых компонентов с потенциальным применением от персональных устройств до аэрокосмической отрасли.

«Все, что вам нужно, чтобы начать изучать грибы и компьютеры, может быть таким маленьким, как компостная куча и немного самодельной электроники, или таким большим, как фабрика по выращиванию культур с готовыми шаблонами», — ЛаРокко. говорит. «Все они жизнеспособны с теми ресурсами, которые у нас есть сейчас».

Как отмечают исследователи в своей статье: «Будущее компьютеров может оказаться грибковым».

Исследование опубликовано в PLOS One.