Разработчики представили компьютерную память на основе мицелия шиитаке

Новости МирТесен

Создание рабочей компьютерной памяти на основе мицелия грибов шиитаке стало возможным благодаря работе ученых, что открывает перспективы для разработки доступной и экологичной замены современным устройствам хранения информации. Специалисты разработали мемристоры — элементы электрических схем, сохраняющие предыдущее электрическое состояние, используя мицелий, структуру, напоминающую корни и частично схожую с нейронами, вместо диоксида титана или кремния. Полученный мемристор демонстрирует производительность, сопоставимую с кремниевым чипом, и при этом обладает потенциалом для недорогого, масштабируемого и экологически чистого производства, что отличает его от многих современных компьютерных компонентов.

Для создания компьютера, имитирующего работу мозга, необходимо разработать компоненты, которые бы также функционировали аналогично его частям. Мемристоры, способные действовать как синапсы – соединения между нейронами, контролирующие передачу информации, являются одним из ключевых требований. Исследователи изучали возможность использования грибов в качестве компьютерных элементов, в частности, из-за того, что мицелиальные сети демонстрируют поведение, напоминающее нейронные сети. Они обладают схожей структурой и передают информацию посредством электрических и химических сигналов, подобно мозгу. Однако, поскольку грибы не являются настоящим мозгом, для обеспечения необходимой функциональности требуется определённая инженерная обработка.

При выборе грибов шиитаке команда руководствовалась их высокой устойчивостью, выносливостью и способностью противостоять неблагоприятным факторам, таким как радиация. Девять образцов были выращены в чашках Петри, содержащих субстрат со спорами шиитаке, в условиях строгого контроля температуры и влажности. Когда мицелий полностью покрыл чашку Петри, образцы высушили в проветриваемом помещении под воздействием солнечного света, чтобы гарантировать их долгосрочное сохранение. Подготовленные таким образом образцы были готовы к тестированию: их подключили к разработанной схеме для пропускания электрических токов.

В процессе исследований ученым удалось добиться производительности в 5850 Герц с точностью 90% для разработанного ими «мемристора-гриба». Это свидетельствует о том, что устройство способно переключать сигналы примерно 5850 раз в секунду, или с частотой одного переключения каждые 170 микросекунд. Показатели скорости самых медленных мемристоров, доступных в продаже, начинаются примерно с величины, вдвое превышающей полученные результаты, что делает эти первоначальные достижения весьма многообещающими. Исследователи также установили, что повышение электрического напряжения приводит к снижению производительности «гриба», однако эту проблему удалось устранить путем включения в схему большего количества таких устройств.

Несмотря на то, что мицелиальный компьютер в ближайшем будущем не будет управлять личными устройствами, полученные данные свидетельствуют о перспективности данного направления для дальнейших исследований и разработок. Это позволит создавать доступные, недорогие и биоразлагаемые компоненты, которые могут найти применение в самых разных областях – от персональной электроники до аэрокосмической отрасли. По мнению авторов исследования, в будущем вычислительная техника может быть основана на грибах.