Грибы — новая память для компьютеров будущего
Учёные всё чаще обращаются к природе в поисках вдохновляющих решений для технологий. И, кажется, на этот раз именно грибы могут стать ключом к созданию экологичных и «живых» компьютеров будущего.
Согласно свежему исследованию специалистов из Университета штата Огайо, грибные сети способны выполнять функции микросхем памяти — аналогов современных электронных мемристоров, которые используются для обработки и хранения данных.
Как это работает
Исследователи выяснили, что популярные съедобные грибы, например шиитаке, можно вырастить и «обучить» выполнять роль органических мемристоров — своеобразных элементов памяти, запоминающих прошлые электрические состояния.
Эксперименты показали, что грибные микросхемы способны вести себя почти как полупроводниковые чипы, демонстрируя воспроизводимые эффекты памяти. Более того, они биоразлагаемы, дешевле в производстве и не требуют редкоземельных металлов — настоящая находка для экологически чистой электроники.
Мозгоподобные вычисления
«Если удастся создать микрочипы, имитирующие работу нейронов, устройства смогут тратить минимум энергии в режиме ожидания, что откроет новые горизонты для энергоэффективных вычислений», — объясняет ведущий автор работы, исследователь Джон ЛаРокко.
Команда выращивала образцы шиитаке и шампиньонов, затем высушивала их, подключала к электронным схемам и подавала ток разного напряжения. Разные участки гриба реагировали по-разному — как будто «мышцы» живого организма адаптировались к нагрузке.
Через два месяца экспериментов учёные обнаружили, что грибовидные мемристоры способны переключаться между состояниями со скоростью до 5850 сигналов в секунду и с точностью около 90%. Производительность снижалась при высоких частотах, но как и в живом мозге, проблему можно было решить — просто добавив больше «грибных нейронов» в цепь.
Экология и технологии
«Грибковая электроника» — направление не новое, но именно сейчас она получила шанс стать устойчивой альтернативой традиционным технологиям. Грибные структуры полностью биоразлагаемы, не оставляют электроотходов и могут производиться при минимальных энергетических затратах.
Доцент Кудсия Тахмина, соавтор исследования, отмечает:
«Общество всё больше осознаёт важность экологичных решений. Биотехнологии, основанные на таких идеях, могут стать будущим устойчивых вычислений».
Учёные предполагают, что крупные грибные системы могут применяться в аэрокосмической сфере или распределённых вычислениях, а миниатюрные — в носимой электронике и автономных устройствах.
Что дальше
Пока органические мемристоры находятся на ранней стадии развития, но дальнейшие исследования помогут улучшить процесс выращивания, уменьшить размеры устройств и повысить их стабильность.
Как говорит ЛаРокко:
«Начать можно хоть с небольшой компостной кучи и простейшей электроники. Главное — желание исследовать».
По материалам: Исследование опубликовано в журнале PLOS One под названием «Устойчивые мемристоры из мицелия шиитаке для высокочастотной биоэлектроники»