Grzyby w świecie elektroniki

Grzyby od dawna fascynują biologów swoją odpornością i zdolnością do adaptacji. Teraz zainteresowali się nimi również inżynierowie. Wszystko za sprawą bioelektroniki – dziedziny łączącej biologię z elektroniką, której celem jest tworzenie „żywych” lub organicznych komponentów technologicznych.

Reklama

Zespół badaczy z Uniwersytetu Stanowego Ohio odkrył, że popularne, jadalne grzyby, takie jak shiitake, mogą pełnić funkcję memrystorów. Są to elementy elektroniczne zdolne do „zapamiętywania” wcześniejszych stanów elektrycznych – kluczowa cecha nowoczesnych systemów obliczeniowych inspirowanych działaniem ludzkiego mózgu.

Naturalne memrystory inspirowane mózgiem

W eksperymentach grzyby były odpowiednio hodowane, suszone, a następnie podłączane do obwodów elektronicznych. Okazało się, że takie „grzybowe memrystory” potrafią działać podobnie do klasycznych układów półprzewodnikowych. Co więcej, wykazują one zdolność przełączania się między stanami elektrycznymi z dużą prędkością i zaskakującą dokładnością.

Najciekawsze jest jednak to, że ich zachowanie przypomina działanie ludzkiego mózgu. Gdy wydajność spadała przy wyższych częstotliwościach, problem można było rozwiązać, łącząc więcej grzybów w jeden układ – zupełnie jak w sieciach neuronowych, gdzie większa liczba połączeń poprawia możliwości przetwarzania informacji.

Reklama

Mniej energii, mniej odpadów

Jedną z największych zalet grzybowej elektroniki jest jej ekologiczny charakter. Tradycyjne układy elektroniczne wymagają rzadkich metali, skomplikowanych procesów produkcyjnych i ogromnych ilości energii, zużywanej m.in. przez centra danych. Grzyby są natomiast biodegradowalne, tanie w hodowli i znacznie mniej obciążające dla środowiska.

Jak podkreślają autorzy badań, komputery inspirowane biologią mogłyby zużywać znacznie mniej energii, zwłaszcza w trybie czuwania. W skali globalnej oznaczałoby to nie tylko oszczędności ekonomiczne, ale też realne korzyści dla klimatu.

Od laboratorium do kosmosu?

Choć technologia ta wciąż znajduje się na wczesnym etapie rozwoju, naukowcy widzą dla niej szerokie zastosowania. Większe systemy grzybowe mogłyby znaleźć użycie w przetwarzaniu danych blisko ich źródła, a nawet w eksploracji kosmosu. Z kolei mniejsze struktury mogłyby wspierać rozwój urządzeń ubieralnych czy systemów autonomicznych. Co istotne, badacze podkreślają, że próg wejścia w tego typu eksperymenty jest stosunkowo niski – od prostych, domowych układów po zaawansowane fabryki hodowlane.

Technologia zakorzeniona w naturze

Rozwój „komputerów z grzybów” to kolejny przykład na to, jak wiele możemy zyskać, inspirując się naturą. W czasach rosnącej świadomości ekologicznej i potrzeby zrównoważonego rozwoju takie rozwiązania mogą odegrać kluczową rolę w przyszłości technologii.

Źródło: Ohio State University