Компютър, който разчита на гъбичен мицел за съхранение на информация, един ден може да бъде нискобюджетна алтернатива на сегашното поколение хардуерна памет. Използвайки обикновени гъби шийтаке (Lentinula edodes), учените са изградили работещи мемристори – елементи на схеми, които „запомнят“ миналите си електрически състояния – не от титанов диоксид или силиций, а от кореноподобната (и донякъде невроподобна) част на гъба, наречена мицел. Резултатът е мемристор с производителност, сравнима с тази на силициев чип, но потенциално евтин, мащабируем и екологичен по начини, по които много компютърни компоненти днес не са.
Повече за паметта от гъби
„Възможността да се разработват микрочипове, които имитират действителна невронна активност, означава, че не се нуждаете от много енергия за режим на готовност или когато машината не се използва“, казва психиатърът Джон Лароко от Държавния университет на Охайо. „Това е нещо, което може да бъде огромно потенциално изчислително и икономическо предимство.“
Още: Екология и изкуствен интелект: Как полезното да не вреди
Разработването на компютър, който се държи като мозък, изисква разработването на компоненти, които също се държат като части от мозъка. Едно от тези изисквания са мемристорите, които могат да действат като синапси – връзки между неврони, които управляват потока от информация.
Учените са обмисляли използването на гъби като компютърни части, не на последно място, защото мицелните мрежи се държат по начин, подобен на невронните мрежи. Те са структурирани по подобен начин и предават информация, използвайки електрически и химични сигнали, точно като мозък. Но фактът, че всъщност не са мозъци, означава, че е необходимо известно инженерство, за да се накарат да правят това, което учените искат.
Снимка: LaRocco et al., PLOS One
Защо от гъби
Екипът е използвал гъби шийтаке, защото този вид е особено здрав и устойчив на стресови фактори като радиация. Изследователите са посяли девет проби в петриеви панички, пълни със субстрат, със спори на шийтаке и са ги отгледали при контролирани условия на температура и влажност.
Още: Кой получава вашите "дигитални останки", когато умрете?
Когато мицелът пораснал достатъчно, за да покрие петриевата паничка, изследователите изсушили всяка проба в добре проветриво помещение на пряка слънчева светлина, за да гарантират нейната дългосрочна жизнеспособност. Така подготвена, всяка проба била готова да бъде пусната в работа, за да тества своите изчислителни чипове, свързана към специално изградена верига, която да бъде залята с електрически токове.
„Свързвахме електрически проводници и сонди в различни точки на гъбите, защото отделни части от тях имат различни електрически свойства“, казва ЛаРоко. „В зависимост от напрежението и свързаността, наблюдавахме различни характеристики.“
Изследователите постигнали производителност от 5850 херца, с точност от 90 процента от своя „гъборезистори“ – тоест, той превключва сигнали със скорост от около 5850 пъти в секунда или едно превключване на всеки 170 микросекунди. Най-бавните търговски достъпни мемристори започват с малко под два пъти тази скорост, така че експериментът е изключително обещаващ за първите бебешки стъпки.
Изследователите също така установили, че с увеличаването на електрическото напрежение, производителността на гъбата намалява. Те успели да компенсират това, като добавили още гъби към веригата.
Няма да имате мицелен компютър скоро. Въпреки това, откритията показват, че това е благоприятен път за бъдещи изследвания и разработки към достъпни, евтини и биоразградими компоненти, с потенциални приложения, вариращи от лични устройства до аерокосмическа индустрия.
„Всичко, от което се нуждаете, за да започнете да изследвате гъби и компютри, може да бъде толкова малко, колкото купчина компост и малко домашно приготвена електроника, или толкова голямо, колкото фабрика за култивиране с предварително направени шаблони“, казва ЛаРоко. „Всички те са жизнеспособни с ресурсите, с които разполагаме сега.“
Както отбелязват изследователите в своята статия, „Бъдещето на компютрите може да бъде гъбично“.
