Биочипы на основе грибов. Замена обычных микросхем?
Кто давно в сообществе, наверняка читал материалы про грибы шиитаке. Полезны для здоровья и часто используются в кулинарии. Однако теперь их используют в качестве живых процессоров, хранящих и извлекающих данные подобно полупроводниковым чипам. И при этом они совершенно экологичны.
Грибы и адаптогены остаются достаточно мощным инструментом для работы с сознанием. Концентрация и сфокусированность, снятие тревожности, улучшение работы памяти и долголетие… Все это завязано на действующих веществах грибов и адаптогенов. Подробнее обо всем этом читайте в сообществе Нейромицелий. Подписывайтесь, чтобы не пропускать свежие статьи!
Грибы как мемристоры
Учёные из Университета штата Огайо продемонстрировали, что грибы можно обучить подобно мемристорам — микроскопическим компонентам, которые используются для обработки и хранения данных в компьютерных чипах. Устройства на основе грибов шиитаке воспроизводят эффекты памяти, аналогичные эффектам полупроводниковых чипов. Благодаря этому их можно использовать для создания новых типов недорогих, экологически чистых компонентов, работающих по принципу нейронной сети.
Возможность разработки микрочипов, имитирующих реальную нейронную активность, означает, что вам не потребуется много энергии, которая расходуется в режиме ожидания или когда устройство не используется. Это потенциально дает огромное вычислительное и экономическое преимущество.
Мемристор, он же резистор памяти – это элемент схемы, который меняет своё сопротивление в зависимости от прошедшего через него разряда. По сути, он запоминает прошлую электрическую активность. Традиционные мемристоры изготавливаются из оксидов металлов или кремния. В процессе также используются редкоземельные металлы, высокотемпературное производство и большое количество энергии. В отличие от всего этого, грибной мицелий — подземная сеть нитей, которая помогает грибам питаться и общаться — можно выращивать при комнатной температуре, а по окончании жизненного цикла его легко компостировать.
Мицелий как вычислительный субстрат уже исследовался ранее в менее интуитивных установках, но наша работа направлена на то, чтобы довести одну из этих мемристивных систем до предела ее возможностей.
Наглядный пример, как грибы превращаются в чипы
Исследователи выращивали шиитаке и шампиньоны на органическом субстрате в чашках Петри до тех пор, пока субстрат не зарос плотным слоем мицелия. Затем эти слои дегидратировали и подключали к электронным схемам. При подаче напряжения частотой от 10 до 5850 Гц схемы грибов начинали вести себя как органические мемристоры.
Мы подключали электрические провода и датчики к разным точкам гриба, поскольку разные его части обладают разными электрическими свойствами. В зависимости от напряжения и способа подключения мы наблюдали разные характеристики.
Через два месяца команда обнаружила, что при использовании в качестве оперативной памяти грибной мемристор способен переключаться между электрическими состояниями и сохранять эту информацию со скоростью до 5850 сигналов в секунду с точностью около 90%. На низких частотах точность переключения достигала 95%. Производительность падала с ростом частоты напряжения, но это можно исправить, подключив к схеме больше грибов.
Хотя электроника на основе грибов не нова, учёные всё больше интересуются их использованием для вычислений и производства энергии. Мицелий образует самовосстанавливающуюся трёхмерную сеть, которая передает электрические импульсы в ответ на стимулы, подобно нейронам в мозге. В отличие от кремния, такая органическая система гибкая, масштабируемая и способна формировать новые конфигурации. И, конечно же, она более экологична, чем существующие синтетические модели.
Общество всё больше осознаёт необходимость защиты окружающей среды и её сохранения для будущих поколений. И работающий прототип может стать одним из движущих факторов новых биобезопасных идей, подобных этим.
Хотя органические мемристоры пока ещё находятся на ранней стадии развития, исследователи планируют найти способы выращивания грибов, которые позволят уменьшить размеры устройств до размеров, необходимых для реального использования. Исследователи уже работают над использованием грибов в аккумуляторах и для генерации электроэнергии.
Всё, что вам понадобится для симбиоза грибов и вычислений, может быть как небольшим, вроде компостной кучи и самодельной электроники, так и огромным, вроде фабрики по выращиванию микроорганизмов с готовыми шаблонами. Все эти варианты одинаково жизнеспособны с теми ресурсами, которые у нас есть сейчас.
Традиционно, больше статей про грибы, адаптогены и их потенциал для организма вы найдете в сообществе Нейромицелий. Подписывайтесь, чтобы не пропустить свежие статьи!