Благодаря уникальным свойствам грибы стали идеальным материалом для биоэлектроники — нового направления, которое может помочь в разработке материалов для компьютеров будущего. Ученые предложили создавать мемристоры из популярных съедобных грибов.
Исследователи из Университета штата Огайо обнаружили, что популярные съедобные грибы шиитаке можно выращивать и обучать, чтобы они действовали как органические мемристоры — тип процессора данных, который может запоминать предыдущие электрические состояния. Результаты исследования опубликованы в журнале PLOS ONE.
Ученые выяснили, что устройства на основе шиитаке демонстрируют эффекты воспроизводимой памяти, аналогичные полупроводниковым чипам. Также их можно использовать для создания других типов недорогих и экологически безопасных компонентов вычислительной техники, вдохновленных работой мозга.
Как пояснил ведущий автор исследования Джон ЛаРокко, возможность разработать микрочипы, имитирующие реальную нейронную активность, означает, что для работы техники в режиме ожидания не потребуется много энергии. Это может стать потенциальным преимуществом с вычислительной и экономической точек зрения.
Ученый отметил, что электроника на основе грибов — не новая идея. Грибы стали идеальным кандидатом для разработки устойчивых вычислительных систем, так как такие устройства минимизируют электронные отходы. Они биоразлагаемые, а также обходятся дешевле в производстве по сравнению с обычными мемристорами и полупроводниками, которые часто требуют дорогих редкоземельных элементов и больших объемов энергии из дата-центров.
Чтобы изучить возможности новых мемристоров, ученые культивировали образцы шиитаке и шампиньонов. Когда грибы созрели, исследователи обезвожили их, чтобы они сохраняли свойства длительное время. Грибы подключали к специальным электронным схемам, а затем подвергали воздействию электрическим током при различных напряжениях и частотах. Как пояснил ЛаРокко, команда подключала электрические провода и зонды в разных точках грибов, потому что их части обладают разными электрическими свойствами.
Через два месяца команда обнаружила, что при использовании в качестве RAM (компьютерной памяти, в которой хранятся данные) мемристор из грибов может переключаться между электрическими состояниями со скоростью до 5850 сигналов в секунду с точностью около 90%. Однако производительность упала, когда увеличивалась частота электрических напряжений. Как и в случае с настоящим мозгом, производительность получилось вернуть, подключив к цепи больше грибов.
Органические мемристоры сейчас находятся в стадии разработки. В будущем ученые хотят оптимизировать процесс их производства, улучшив методы выращивания и уменьшив размер устройств. Чтобы использовать грибные мемристоры в жизни, они должны быть значительно меньше по размеру по сравнению с устройствами, полученными в этом исследовании.