Американські науковці створили перший робочий зразок комп’ютерної пам’яті на основі грибів шиїтаке. Мемристори, побудовані з грибного міцелію, виявилися екологічно чистою та перспективною альтернативою традиційним кремнієвим чипам. Про це повідомляє медіа про науку, технології та здоров’я КРВ.медіа з посиланням на текст дослідження, опублікований у журналі PLOS One. Технологія, що імітує нейронні з’єднання мозку, потенційно дозволить створити дешевші, масштабовані та біорозкладні компоненти для майбутніх комп’ютерів.
Чому саме шиїтаке?
Гриби шиїтаке (Lentinula edodes) обрані для дослідження завдяки їхній здатності витримувати стресові умови, зокрема зміну температури, вологість і навіть вплив радіації. Їхній міцелій — тонка мережа грибних волокон — має унікальну структуру, схожу на нейронну мережу людського мозку.
Міцелій може проводити електричні сигнали та адаптуватися до змін навколишнього середовища. Ці властивості зробили його об’єктом інтересу в дослідженнях штучного інтелекту, біоелектроніки та нейроморфних систем. Біоелектрична поведінка міцелію нагадує роботу синапсів — точок з’єднання між нейронами в мозку, які керують передачею сигналів.
Що таке мемристори і як вони працюють
Мемристор — це електронний компонент, здатний «запам’ятовувати» електричний струм, який через нього проходив. Його опір змінюється залежно від попередньої напруги, тож він може зберігати інформацію навіть після вимкнення живлення. Така поведінка робить мемристори перспективною основою для нових типів комп’ютерної пам’яті — енергоефективної, швидкої та здатної імітувати нейронну діяльність.
Для створення грибних мемристорів дослідники виростили дев’ять зразків грибів у чашках Петрі, заповнених поживним субстратом. Коли міцелій повністю покрив поверхню, його висушили на сонці для збереження структури та довготривалого використання. Після цього кожен зразок під’єднали до спеціального електричного кола.
Під час експериментів дроти та датчики розміщували на різних ділянках гриба, оскільки окремі зони мають відмінні електричні властивості. Це дозволяло моделювати передачу сигналів і дослідити потенціал зберігання інформації.
Результати експерименту: «грибна» пам’ять працює
Учені досягли швидкості перемикання сигналу 5 850 герц (разів на секунду), що відповідає одному перемиканню кожні приблизно 170 мікросекунд. Для порівняння, найповільніші промислові мемристори працюють удвічі швидше, однак навіть ці показники є перспективним, зважаючи на новизну підходу.
Точність зчитування сигналу становила 90%. Дослідники також помітили, що зі зростанням напруги продуктивність грибного чипа знижувалась. Це вирішували шляхом додавання додаткових зразків до кола. Така гнучкість системи дозволяє масштабувати її потужність без кардинальної зміни архітектури.
Переваги грибної електроніки
Науковці вказують, що основні переваги грибної комп’ютерної пам’яті — це біорозкладність, дешевизна та можливість виготовлення з доступних матеріалів. Міцелій — це природний матеріал, який після використання не створює токсичних відходів і не потребує складної утилізації.
«Майбутнє обчислень може бути грибним», — резюмують автори дослідження в журналі PLOS One.
До того ж технологія не вимагає високотехнологічного обладнання. За словами Джона ЛаРокко, керівника дослідження, створення грибного мемристора можливе навіть у домашніх умовах — за наявності компосту, простих інструментів та базових знань з електроніки.
Найбільший потенціал така технологія має у сфері енергоефективних обчислень, зокрема в пристроях, які працюють у режимі очікування, або в галузях, де потрібні екологічні рішення — як-от космічні технології, біоелектроніка, розумне сільське господарство.
Раніше ми писали, що вчені виявили новий шлях утворення псилоцибіну в грибах
