دانشمندان یک حافظه‌ی کامپیوتری واقعی با استفاده از قارچ شیتاکه ساختند
رایانه ای که برای ذخیره اطلاعات به رشته های قارچی متکی است، روزی می تواند جایگزینی ارزان قیمت برای نسل فعلی سخت افزار حافظه باشد.
به گزارش افق میهن و به نقل از sciencealert; دانشمندان موفق به ساخت نوعی ممریستور (عنصر مداری که توانایی “به خاطر سپردن” حالات الکتریکی گذشته خود را دارد) با استفاده از قارچ شیتاکه رایج (Lentinula edodes) شده اند. نکته جالب این است که این ممریستور از دی اکسید تیتانیوم یا سیلیکون ساخته نشده است، بلکه از قسمت ریشه مانند و تا حدی نورون مانند قارچ به نام میسلیوم ساخته شده است.
نتیجه یک ممریستور با کارایی قابل مقایسه با تراشه‌های سیلیکونی است، اما با این تفاوت که می‌توان آن را بسیار ارزان‌تر، مقیاس‌پذیرتر و سازگارتر با محیط زیست ساخت – ویژگی‌هایی که بسیاری از اجزای کامپیوتر امروزی فاقد آن هستند.
ارتباط موضوعی: مهندسان به یک قارچ بدن رباتیک دادند و آن را آزاد کردند!
او گفت: «قابلیت ساخت ریزتراشه‌هایی که فعالیت‌های عصبی واقعی را تقلید می‌کنند به این معنی است که وقتی در حالت آماده‌باش هستند یا زمانی که دستگاه در حال استفاده نیست، به انرژی زیادی نیاز ندارند.»
دکتر جان لاروکو، روانپزشک دانشگاه ایالتی اوهایو می گوید.
این موضوع را می توان از نظر محاسباتی و اقتصادی مزیت بزرگی دانست».
توسعه رایانه ای که مانند یک مغز رفتار می کند، مستلزم ساخت اجزایی است که مانند بخش هایی از مغز عمل می کنند. یکی از این مؤلفه‌ها ممریستورهایی هستند که می‌توانند مانند سیناپس‌ها عمل کنند – اتصالات بین نورون‌ها که جریان اطلاعات را تنظیم می‌کنند.
دانشمندان مدت‌هاست استفاده از قارچ‌ها را به عنوان اجزای کامپیوتری در نظر گرفته‌اند، زیرا شبکه‌های میسلیوم شباهت زیادی به شبکه‌های عصبی دارند. این شبکه ها ساختاری شبیه به نورون ها دارند و مانند مغز اطلاعات را با استفاده از سیگنال های الکتریکی و شیمیایی منتقل می کنند.
البته، از آنجایی که قارچ ها در واقع مغز ندارند، لازم است با مهندسی خاص آنها را مانند نورون ها رفتار کنیم.
چرا شیعه؟
تیم تحقیقاتی از قارچ شیتاکه استفاده کردند زیرا این گونه به ویژه مقاوم، مقاوم و مقاوم در برابر عوامل استرس زا از جمله تشعشعات است. محققان اسپورهای شیتاکه را در ۹ ظرف پتری حاوی محیط رشد کاشتند و در شرایط کنترل شده دما و رطوبت رشد دادند.
هنگامی که میسلیوم به اندازه کافی رشد کرد تا سطح ظرف پتری را بپوشاند، محققان هر نمونه را در محیطی با تهویه مناسب در زیر نور مستقیم خورشید خشک کردند تا زنده ماندن طولانی مدت آن حفظ شود. پس از آماده سازی، هر نمونه به مدار خاصی متصل شد تا عملکرد محاسباتی آن تحت جریان های الکتریکی آزمایش شود.
دکتر لاروکو توضیح می دهد:
«ما به قسمت‌های مختلف قارچ سیم‌های برق و پروب وصل کردیم، زیرا قسمت‌های مختلف آن خواص الکتریکی متفاوتی دارد، بسته به میزان ولتاژ و نوع اتصال، عملکردها نیز متفاوت بود.
نتیجه آزمایش
محققان به راندمان ۵۸۵۰ هرتز و ۹۰ درصد دقت در ممریستور قارچی خود دست یافتند- به عبارت دیگر، دستگاه قادر بود سیگنال‌ها را حدود ۵۸۵۰ بار در ثانیه (یعنی تقریباً یک بار در هر ۱۷۰ میکروثانیه) تغییر دهد.
کندترین ممریستورهای تجاری موجود تقریباً دو برابر این سرعت عمل می کنند، بنابراین این نتیجه برای اولین قدم ها بسیار امیدوارکننده است.
همچنین مشخص شد که با افزایش ولتاژ الکتریکی، بازده قارچ کاهش می یابد. اما محققان توانستند این کاهش عملکرد را با افزودن قارچ های بیشتری به مدار جبران کنند.
آینده محاسبات قارچی
ممکن است هنوز با روزی فاصله داشته باشیم که رایانه ای مبتنی بر میسلیوم به تلفن شما نیرو می دهد یا رسانه های اجتماعی را مرور می کند.
اما یافته‌ها نشان می‌دهند که این مسیر می‌تواند یک مسیر امیدوارکننده برای تحقیق و توسعه قطعات قابل دسترس، کم‌هزینه و زیست تخریب‌پذیر با کاربردهای بالقوه از دستگاه‌های شخصی تا فناوری‌های هوافضا باشد.
دکتر لاروکو می گوید:
همه چیزهایی که برای شروع کاوش در دنیای قارچ‌ها و محاسبات نیاز دارید، می‌تواند به سادگی یک توده کمپوست و برخی مدارهای خانگی یا به بزرگی یک کارخانه کشت صنعتی با قالب‌های از پیش ساخته باشد. “همه این گزینه‌ها با منابعی که در حال حاضر در اختیار داریم امکان‌پذیر است.”
