Традиционалните компјутерски чипови и мемристори (компоненти што складираат и обработуваат податоци) се направени од метали и полуспроводници, кои бараат скапи ретки земјени елементи, голема енергија за производство и тешко се рециклираат. Ова создава огромни количини електронски отпад, со економски и еколошки трошоци. Но, што ако компјутерите не мора да бидат направени од тврди, неоргански материјали? Што ако тие можат да растат како габи?

Габи како мемристори: учење и меморија на биолошки начин

Истражувачкиот тим од Државниот универзит на Охајо (Ohio State University) покажа како обичните габи, на пр. шитаке печурките, можат да „научат“ да работат како мемристори. Мемристорите се електронски елементи што може да „запомнат“ електрични состојби, односно ја задржуваат информацијата за тоа по која патека струјата поминала, нешто што е основно за складирање податоци и работа на меморијата во компјутерите.

Во експериментите, истражувачите ги одгледувале габите, а потоа ги сушеле за да ги стабилизираат. Поврзувајќи ги со електронски кола и примена на различни напони, тие откриле дека габите можат да ја менуваат својата електрична отпорност на начин што е сличен на мемристорите во конвенционалните чипови.

Едно такво „живо“ мемристорно коло од габи можело да префрла состојби со брзина од околу 5850 сигнали во секунда со околу 90 % точност кога се користеше како RAM (случајна меморија). Ова покажува дека овие биолошки системи можат да репродуцираат сложени електрични однесувања.

Поучни својства на габите

Габите, особено нивната мрежа од микронизми (mycelium), покажуваат уникатни својства кои им одговараат на улогата на „живи“ кола:

• Електрична меморија: Мрежите од микронизми можат да ја менуваат и запомнуваат својата електрична отпорност во одговор на стимулации — својство кое е аналогно на мемристивните ефекти во електрониката.
• Еколошка одржливост: За разлика од металните и силиконските чипови, габите се биоразградливи, што значи дека по распад може да нема токсичен електронски отпад.
• Ниска енергија: Компјутери засновани на габи потенцијално би трошеле значително помалку енергија, што е критично за следната генерација зелени технологии.

Одредени предизвици пред живите компјутери

Иако оваа идеја звучи како научна фантастика, научниците предупредуваат дека технологијата сѐ уште е во раните фази. Во поглед на перформансите, брзината и прецизноста на габите мемристори сѐ уште не ги достигнуваат оние на најсофистицираните силиконски чипови. Потребна е минијатуризација. Имено, за да бидат практични, овие биолошки мемристори мора да станат драстично помали, што е предизвик за физичкиот дизајн и стабилноста. Конзистентност: Биолошкиот материјал не е секогаш идентичен,варира од примерок до примерок, што може да создаде проблеми за масовно производство.

Поглед кон иднината

Научниците веруваат дека габите сепак би можеле да најдат примена во специфични области:

• Ниско-енергетски уреди како сензори или носечки технологии, каде енергијата е ограничена.
• Во екстремни услови: Бидејќи некои габи покажуваат отпорност на радијација, тие можат да се користат во космички мисии или истражување на вселената.

• Хибридни системи: Комбинирање на органски и неоргански технологии за оптимални перформанси.

Заклучок

Идејата за компјутери што растат како габи не е само симпатична научна слика — таа е резултат од конкретни истражувања кои покажуваат дека природата може да понуди решенија што традиционалната технологија тешко ги постигнува. Со подобрување на одржливоста, намалување на енергетската потрошувачка и поттикнување на нови архитектури за пресметка инспирирани од мозокот, живите компјутери од габи би можеле да бидат вистински пресврт во историјата на технологијата.

Најновите истражувања од оваа област се објавени неодамна во PLOS one