Σε μια από τις πιο παράξενες και ταυτόχρονα συναρπαστικές εξελίξεις της σύγχρονης τεχνολογίας, επιστήμονες κατάφεραν να δημιουργήσουν λειτουργική μνήμη υπολογιστή χρησιμοποιώντας... μανιτάρια. Πιο συγκεκριμένα, αξιοποίησαν το μυκήλιο των γνωστών shiitake (Lentinula edodes) για να φτιάξουν memristors, ηλεκτρονικά εξαρτήματα που μπορούν να «θυμούνται» τις προηγούμενες ηλεκτρικές τους καταστάσεις, όπως ακριβώς λειτουργούν και οι συνάψεις του ανθρώπινου εγκεφάλου.
Η ανακάλυψη αυτή θα μπορούσε, στο μέλλον, να προσφέρει μια εναλλακτική λύση χαμηλού κόστους και χαμηλής ενεργειακής κατανάλωσης έναντι των παραδοσιακών κυκλωμάτων από πυρίτιο. Το ενδιαφέρον είναι πως τα «μυκητιακά» memristors δεν είναι απλώς οικολογικά και βιοδιασπώμενα, αλλά εμφανίζουν και επιδόσεις συγκρίσιμες με εκείνες ενός κλασικού chip.
Η έρευνα, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό PLOS One, εντάσσεται σε μια ευρύτερη τάση της νευρομορφικής μηχανικής — του κλάδου που προσπαθεί να αναπτύξει υπολογιστικά συστήματα τα οποία μιμούνται τη λειτουργία του ανθρώπινου εγκεφάλου. Ο ψυχίατρος John LaRocco από το Ohio State University, ένας εκ των συντελεστών της μελέτης, εξηγεί:
Το να μπορείς να αναπτύξεις μικροτσίπ που μιμούνται τη νευρική δραστηριότητα σημαίνει ότι δεν χρειάζεσαι μεγάλη ισχύ όταν η συσκευή βρίσκεται σε αναμονή. Αυτό είναι ένα τεράστιο πλεονέκτημα, τόσο σε υπολογιστικό όσο και σε οικονομικό επίπεδο.
Η ιδέα δεν είναι τόσο τρελή όσο ακούγεται. Το μυκήλιο —το υπόγειο, ριζοειδές δίκτυο των μυκήτων— θυμίζει εντυπωσιακά τη δομή ενός νευρωνικού δικτύου. Οι ίνες του μεταδίδουν πληροφορίες μέσω ηλεκτρικών και χημικών σημάτων, ακριβώς όπως συμβαίνει και στον εγκέφαλο. Αυτή η βιολογική ομοιότητα έχει ωθήσει αρκετούς επιστήμονες να διερευνήσουν εάν οι μύκητες μπορούν να αποτελέσουν τη βάση για νέου τύπου υπολογιστικά συστήματα.
Η ομάδα του LaRocco επέλεξε τα shiitake επειδή είναι ανθεκτικά, προσαρμόσιμα και εξαιρετικά ανεκτικά σε περιβαλλοντικούς στρεσογόνους παράγοντες όπως η ακτινοβολία. Οι ερευνητές καλλιέργησαν εννέα δείγματα σε πιάτα Petri γεμάτα υπόστρωμα, στα οποία πρόσθεσαν σπόρια του μανιταριού. Όταν το μυκήλιο είχε αναπτυχθεί αρκετά ώστε να καλύψει το πιάτο, οι επιστήμονες το άφησαν να στεγνώσει φυσικά, υπό ηλιακό φως, προκειμένου να εξασφαλίσουν τη μακροχρόνια σταθερότητά του.
Τα αποξηραμένα δείγματα στη συνέχεια συνδέθηκαν με ειδικά κατασκευασμένα ηλεκτρονικά κυκλώματα, στα οποία διοχετεύτηκε ηλεκτρικό ρεύμα.
Συνδέαμε καλώδια και ανιχνευτές σε διαφορετικά σημεία του μανιταριού, καθώς κάθε περιοχή του έχει διαφορετικές ηλεκτρικές ιδιότητες. Ανάλογα με την τάση και τον τρόπο σύνδεσης, βλέπαμε διαφορετικές αποδόσεις.
Τα αποτελέσματα εντυπωσίασαν. Το πρωτότυπο «mushristor» λειτούργησε σε συχνότητα 5.850 Hertz, με ακρίβεια περίπου 90%. Αυτό σημαίνει ότι μπορούσε να εναλλάσσει καταστάσεις περίπου 5.850 φορές το δευτερόλεπτο, δηλαδή μία φορά κάθε 170 μικροδευτερόλεπτα. Για ένα πείραμα πρώτης γενιάς, η επίδοση αυτή είναι εξαιρετικά υποσχόμενη, καθώς οι πιο αργοί εμπορικά διαθέσιμοι memristors από πυρίτιο λειτουργούν μόλις με διπλάσια ταχύτητα.
Ένα ενδιαφέρον εύρημα ήταν ότι όταν αυξανόταν η τάση, η απόδοση του μυκηλίου μειωνόταν. Οι ερευνητές κατάφεραν να αντιμετωπίσουν το πρόβλημα αυτό προσθέτοντας περισσότερα μανιτάρια στο κύκλωμα, κάτι που υποδηλώνει πως η τεχνολογία είναι επεκτάσιμη με απλούς τρόπους.
Αν και είναι απίθανο να δούμε σύντομα έναν επεξεργαστή βασισμένο σε shiitake να τροφοδοτεί το smartphone μας, η έρευνα ανοίγει τον δρόμο για μια νέα κατηγορία ηλεκτρονικών: φθηνά, βιώσιμα και βιοδιασπώμενα εξαρτήματα που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν σε προσωπικές συσκευές, ιατρικούς αισθητήρες ή ακόμα και στην αεροδιαστημική.
[source]
Διαβάστε επίσης
