Gombákból épített számítógép – a jövő memóriája lehet a micélium?
A természetből jön a következő technológiai forradalom
Egy különleges kutatás új irányt mutathat a számítástechnika fejlődésében: amerikai tudósok shiitake gombák micéliumából építettek olyan áramköri elemeket, amelyek emlékeznek korábbi elektromos állapotaikra. A kísérlet során a gombák gyökérszerű hálózata – a micélium – a szilícium és fémoxid helyett memrisztorként működött, vagyis olyan komponensként, amely képes tanulni és információt tárolni, hasonlóan az emberi agy idegkapcsolataihoz.
A fejlesztés célja, hogy a jövőben alacsony költségű, környezetbarát és biológiailag lebomló alternatívát kínáljon a ma használt memóriatechnológiák helyett.
„Ha olyan mikrochipeket tudunk létrehozni, amelyek valódi idegi aktivitást utánoznak, akkor a számítógépeknek sokkal kevesebb energiára lesz szükségük – még készenléti állapotban is” – mondta John LaRocco, az Ohiói Állami Egyetem pszichiátere, a kutatás vezetője.
A micélium mint biológiai áramkör
A tudósok évek óta keresik annak módját, hogyan lehetne az agy működését utánzó számítógépeket (neuromorf rendszereket) építeni. Ehhez olyan alkatrészekre van szükség, amelyek úgy viselkednek, mint az idegsejtek közötti kapcsolódási pontok, azaz a szinapszisok. A gombák micéliuma különösen ígéretes alapanyag, mert elektromos és kémiai jeleket is továbbít, miközben hálózata szerkezetileg is emlékeztet az agy idegpályáira.
A kísérlethez a kutatók kilenc shiitake-mintát neveltek steril táptalajon, majd szárítás után elektromos áramkörbe kötötték őket. A micélium különböző részein mértek eltérő elektromos tulajdonságokat, és ezek alapján határozták meg, hol működik legjobban az információtárolás. Az így létrehozott „mushristor” 5850 hertzes teljesítményt ért el – azaz másodpercenként közel 6000 kapcsolást tudott végrehajtani, 90 százalékos pontossággal.
A gombák emlékeznek – de nem szeretik a feszültséget
Érdekes módon a micélium teljesítménye csökkent, amikor a feszültség nőtt, amit a kutatók több gomba bekapcsolásával tudtak ellensúlyozni. Bár a sebesség még elmarad a kereskedelmi forgalomban kapható memrisztorokétól, az eredmény így is figyelemre méltó – főként, hogy természetes alapanyagokról van szó.
A kutatók szerint a módszer skalázható, vagyis akár ipari méretben is megvalósítható lehet, és nem igényel drága laboratóriumi körülményeket. LaRocco úgy fogalmazott:
„Elég egy komposzthalom és néhány házilag épített elektronikai eszköz, hogy valaki elkezdje kutatni a gombák számítástechnikai lehetőségeit.”
A jövő számítógépe lehet élő
Bár a „gombaszámítógép” még csak laboratóriumi kísérlet, a technológia hosszú távon forradalmasíthatja az adattárolást, a mesterséges intelligenciát és a fenntartható számítástechnikát. A micélium-alapú memrisztorok olcsók, biológiailag lebomlanak, és minimális energiafelhasználással működnek – mindez jelentős előny lehet egy energiaéhes világban.
Ahogy a kutatás összefoglalója fogalmaz:
„A számítástechnika jövője akár gombás is lehet.”
