Zgrzybiała pamięć to przyszłość komputerów. Brzmi jak obelga, a to zaleta
Zgrzybiała elektronika brzmi jak obelga? Dziś to komplement. Grzybnia shiitake właśnie udowodniła, że można nią zapisać dane.
Zespół naukowców z Uniwersytetu Stanowego Ohio opracował w pełni działający element pamięci komputerowej - nie z krzemu, lecz z popularnych w Azji grzybów shiitake. Opracowane przez badaczy "mushristory" (memrystory z grzyba; "mushroom" - grzyb) działają z zaskakującą dokładnością i - zdaniem ich twórców - mogą znaleźć zastosowanie w ekologicznej elektronice przyszłości: od urządzeń mobilnych po systemy pokładowe w pojazdach kosmicznych
Zgrzybiały sprzęt zwykle się wyrzuca. Tego będziesz pragnął w swoim komputerze i łaziku księżycowym
Na łamach czasopisma PLOS One amerykańscy naukowcy opisują wykorzystanie grzybni jako struktury przewodzącej zdolnej do działania jak memrystor - układ elektroniczny, który zapamiętuje swój stan elektryczny, nawet po odłączeniu zasilania. To element kluczowy dla rozwoju neuromorficznych układów obliczeniowych, które naśladują działanie ludzkiego mózgu i pozwalają tworzyć energooszczędne, samouczące się maszyny.
Gatunek Shiitake, dzięki swojej odporności na promieniowanie i zdolności do przetwarzania sygnałów elektrycznych w sposób podobny do neuronów, okazał się być idealnym kandydatem na podstawę mushristora. Naukowcy na potrzeby eksperymentu wyhodowali dziewięć próbek grzybni shiitake w warunkach laboratoryjnych, następnie je wysuszyli i poddali testom, łącząc z klasycznymi obwodami elektronicznymi. Efekt? Pamięć operująca z częstotliwością do 5850 Hz i skutecznością rzędu 90 proc.
Zero krzemu, zero odpadów. Czysta, zagrzybiała pamięć
Badacze wskazują, że ich podejście ma ogromny potencjał środowiskowy. Konwencjonalne memrystory i układy scalone wymagają rzadkich metali ziem rzadkich i energochłonnych procesów produkcyjnych. Tymczasem grzybnia rośnie na tanim podłożu, można ją programować, suszyć, a potem wielokrotnie wykorzystywać jako materiał obliczeniowy - bez potrzeby chłodzenia czy zasilania w stanie czuwania.
- Nie potrzebujemy kosztownych fabryk półprzewodników. Wszystko, czego potrzeba do eksperymentów z grzybowym przetwarzaniem danych, zmieści się w kompoście i kilku tanich płytkach elektronicznych - mówi główny autor badania, dr John LaRocco z Wydziału Psychiatrii OSU. Jego zdaniem mushristory to "podejście, które może działać równie dobrze w warunkach domowych, jak i przemysłowych".
Czy moduły RAM wymienimy na grzybnie RAM?
Mimo że "mushristory" są dziś powolniejsze od komercyjnych odpowiedników, ich działanie już teraz przypomina zachowanie synaps w mózgu. Co więcej, spadek wydajności przy wyższych napięciach można kompensować przez dodawanie kolejnych próbek grzybni - dokładnie tak, jak w przyrodzie rozrastają się sieci grzybowe. To otwiera drogę do eksperymentów z tzw. obliczeniami rozproszonymi oraz zastosowaniami w systemach samodzielnych i misjach kosmicznych, gdzie liczy się niska masa, odporność na promieniowanie i minimalne zużycie energii.
Autorzy badania zaznaczają, że ich systemy dopiero raczkują. Dzisiejsze próbki są duże i niekompatybilne z mikroelektroniką - ale już teraz wykazują cechy, które mogą zrewolucjonizować projektowanie układów neuromorficznych. Kolejne kroki to miniaturyzacja i produkcja w powtarzalny sposób.
Jeśli przyszłość obliczeń ma być zrównoważona, to musi też być biologiczna
Może zainteresować cię także:
