Учёные создали рабочую компьютерную память на основе мицелия грибов шиитаке, что в будущем может стать недорогой и экологичной альтернативой современному оборудованию для хранения данных. Исследователи разработали мемристоры — элементы схемы, которые «помнят» своё предыдущее электрическое состояние, используя не диоксид титана или кремний, а мицелий, похожую на корни и отчасти напоминающую нейроны часть гриба. В результате был получен мемристор, производительность которого сопоставима с производительностью кремниевого чипа, но который при этом потенциально является недорогим, масштабируемым и экологически чистым, в отличие от многих современных компьютерных компонентов.
Разработка компьютера, который ведёт себя как мозг, требует создания компонентов, которые также функционируют подобно частям мозга. Одним из таких требований являются мемристоры, способные действовать как синапсы — соединения между нейронами, управляющие потоком информации. Учёные рассматривали возможность использования грибов в качестве компьютерных деталей, не в последнюю очередь потому, что мицелиальные сети ведут себя способами, сходными с нейронными сетями. Они имеют схожую структуру и передают информацию с помощью электрических и химических сигналов, подобно мозгу. Однако тот факт, что они не являются настоящим мозгом, означает, что для выполнения нужных функций требуется некоторая инженерия.
Команда выбрала грибы шиитаке, поскольку этот вид отличается особой устойчивостью, выносливостью и сопротивляемостью таким стрессовым факторам, как радиация. Исследователи вырастили девять образцов в чашках Петри, заполненных субстратом, со спорами шиитаке в контролируемых условиях температуры и влажности. Когда мицелий вырос достаточно, чтобы покрыть чашку Петри, образцы высушили в хорошо проветриваемом помещении под прямыми солнечными лучами для обеспечения долгосрочной жизнеспособности. Таким образом подготовленные, образцы были готовы к испытаниям: их подключили к специально собранной схеме для подачи электрических токов.
В ходе экспериментов исследователи достигли производительности в 5850 Герц с точностью 90% для своего «мемристора-гриба». Это означает, что он переключает сигналы со скоростью около 5850 раз в секунду, или одно переключение каждые 170 микросекунд. Скорость самых медленных коммерчески доступных мемристоров начинается примерно с удвоенного значения, что делает эти первые шаги чрезвычайно перспективными. Учёные также обнаружили, что с увеличением электрического напряжения производительность гриба снижалась, но эту проблему удалось компенсировать, добавив в схему больше грибов.
Хотя в ближайшее время мицелиальный компьютер не будет управлять вашими личными устройствами, полученные результаты указывают на то, что это многообещающее направление для будущих исследований и разработок в области создания доступных, недорогих и биоразлагаемых компонентов с потенциальным применением — от персональных гаджетов до аэрокосмической отрасли. Как отмечают авторы работы, будущее вычислительной техники может быть грибным.
