Naudodami paprastus šitake grybus (Lentinula edodes), mokslininkai sukūrė veikiančius memristorius – grandynų elementus, kurie „prisimena“ savo ankstesnes elektros būsenas – ne iš titano dioksido ar silicio, bet iš grybų šaknų (ir tuo pačiu šiek tiek neuronų) dalies, vadinamos miceliu.
Rezultatas – memristorius, kurio našumas prilygsta silicio pagrindu pagamintam lustui, tačiau jis yra potencialiai pigesnis, pritaikomas ir ekologiškesnis nei daugelis šiuolaikinių kompiuterio komponentų.
„Gebėjimas sukurti mikroschemas, imituojančias tikrą neuronų veiklą, reiškia, kad nereikia daug energijos budėjimo režimui arba kai mašina nenaudojama, – sako Johnas LaRocco iš Ohajo universiteto. – Tai gali būti didžiulis kompiuterinis ir ekonominis pranašumas.“
Kompiuterio, kuris veikia kaip smegenys, kūrimas reikalauja komponentų, kurie taip pat veikia kaip smegenų dalys, sukūrimo. Vienas iš šių reikalavimų yra memristoriai, kurie gali veikti kaip sinapsės – jungtys tarp neuronų, valdančios informacijos srautą.
Mokslininkai svarstė galimybę pasitelkti grybus kaip kompiuterio dalis, ne tik todėl, kad grybų micelio tinklai veikia panašiai kaip neuroniniai tinklai. Jie yra panašiai struktūrizuoti ir perduoda informaciją naudodami elektrinius ir cheminius signalus, kaip ir smegenys.
Tačiau tai, kad jie nėra tikros smegenys, reiškia, kad reikia tam tikrų inžinerinių sprendimų, kad jie veiktų taip, kaip mokslininkams reikia.
Komanda naudojo šitake grybus, nes ši rūšis yra ypač tvirta, atspari ir atspari stresoriams, pvz., radiacijai. Tyrėjai pasėjo devynis mėginius substratu užpildytose petri lėkštelėse su šitake sporomis ir augino juos kontroliuojamomis temperatūros ir drėgmės sąlygomis.
Kai grybiena užaugo tiek, kad padengė petri lėkštelę, mokslininkai išdžiovino kiekvieną mėginį gerai vėdinamoje vietoje tiesioginiuose Saulės spinduliuose, kad užtikrintų jo ilgalaikį gyvybingumą. Taip paruošti mėginiai buvo parengti kompiuteriniams bandymams, prijungti prie specialiai sukonstruotos elektros grandinės.
„Prijungdavome elektros laidus ir zondus prie skirtingų grybų vietų, nes skirtingos jų dalys turi skirtingas elektringumo savybes, – pasakoja J. LaRocco. – Priklausomai nuo įtampos ir jungčių, matėme skirtingus veikimo rezultatus.“
Mokslininkai pasiekė 5850 hercų „grybistoriaus“ našumą su 90 proc. tikslumu – tai reiškia, kad jis perjungia signalus maždaug 5850 kartų per sekundę greičiu, t. y. įvykdo vieną perjungimą kas 170 mikrosekundžių. Lėčiausi komerciškai prieinami memristoriai pradeda veikti šiek tiek mažiau nei dvigubai didesniu greičiu, todėl eksperimentas yra labai perspektyvus kaip pirmieji žingsniai.
Mokslininkai taip pat nustatė, kad didėjant elektros įtampai, grybo veikimas mažėjo. Jie sugebėjo tai kompensuoti pridėdami daugiau grybų į grandinę.
Taip, artimiausiu metu grybų kompiuterio turbūt neturėsime. Bet vis dėlto, tyrimų rezultatai rodo, kad tai yra perspektyvi ateities mokslinių tyrimų ir plėtros sritis, siekiant sukurti prieinamus, nebrangius ir biologiškai skaidžius komponentus, kurių potencialios taikymo sritys apimtų nuo asmeninių prietaisų iki kosmoso.
Kaip mokslininkai pažymi savo straipsnyje, „kompiuterijos ateitis gali būti grybinė“.
Tyrimas buvo paskelbtas žurnale „PLOS One“.
Parengta pagal „Science Alert“.