Ohio Eyalet Üniversitesi bilim adamları araştırıyor biyoilhamlı alternatifler akıma bilgisayarlar bir ‘ yarattıkbeyinden ilham alan’ Shitake gibi yaygın mantarlardan toplanan mantar bazlı malzemelerle çalışan işlemci.
için tasarlandı beyindeki nöronların aktivitesini taklit eder, biyoilhamlı bilgisayar son derece enerji Geleneksel tasarımlarla karşılaştırıldığında verimlidir. Keşfin arkasındaki araştırma ekibi bunun verimliliği artırdığını söyledi. sinirsel aktiviteye dayalı Uygulama, giderek daha fazla talep gören enerji tüketiminde önemli bir avantaj sağlayabilir. Nesnelerin İnterneti (IoT) büyümeye devam ediyor.
Çalışmanın baş yazarı ve Ohio State Tıp Fakültesi’nde psikiyatri alanında araştırma bilimcisi olan John LaRocco, “Gerçek sinirsel aktiviteyi taklit eden mikroçipler geliştirebilmek, bekleme durumundayken veya makine kullanılmadığında çok fazla güce ihtiyacınız olmadığı anlamına geliyor” dedi. “Bu, büyük bir hesaplama ve ekonomik avantaj potansiyeline sahip olabilecek bir şey.”
bir basın bülteni Çalışmayı duyuran LaRocco ve OSU ortak yazarları Ruben Petreaca, John Simonis ve Justin Hill, mantar bazlı elektroniklerin yeni olmadığını belirtiyorlar. Ancak La Rocco, “ideal adaylar” haline geldiklerini söyledi. sürdürülebilir malzeme çok yönlülüğü nedeniyle bilgi işlem sistemleri.
Örneğin, mantar bazlı tasarımlar önemli ölçüde azaltıyor elektronik atıkbüyüyen uluslararası bir sorundur. Bu bilgisayarlar aynı zamanda biyolojik olarak parçalanabilir. Ayrıca herhangi bir malzeme gerektirmedikleri için imalatları mevcut tasarımlara göre daha ucuzdur. nadir toprak metalleri. Bunun nedeni, biyo-ilhamlı bu sistemlerin, çok çeşitli iklimlerde yetiştirilebilen shiitakes gibi yaygın mantarlardan yapılabiliyor olmasıdır.
Daha önceki mantar tabanlı bilgisayar tasarımlarında kullanılan anahtar bileşene Miselyum adı veriliyordu. Mantarlar kullanılarak oluşturulan işlemci türlerine işlemci adı verilmemektedir. Bunun yerine, insan beyninin memristör adı verilen ve geçmiş elektriksel durumları hatırlayabilen sinirsel aktivitesine dayanan bir tür bilgisayardırlar. Ekip, teknolojinin sınırlarını belirlemek için önceki Mycelium tabanlı memristör tasarımlarını geliştirmeyi umduklarını söyledi.
LaRocco, “Bir bilgi işlem alt katmanı olarak miselyum daha önce daha az sezgisel kurulumlarda araştırılmıştı” dedi, “ancak bizim çalışmamız bu hafızaya dayalı sistemlerden birinin sınırlarını zorlamaya çalışıyor.
Ekip ilk olarak biyoilhamlı mantar bilgisayarları için malzeme temeli olarak shitake ve düğme mantarı örneklerini seçti. Bu süreç, genel bütünlüğü korumak ve “uzun vadeli canlılığı sağlamak” için mantarların yetiştirilmesini, toplanmasını ve ardından kurutulmasını içeriyordu.
Daha sonra kurutulmuş mantarlar elektronik devrelere bağlandı ve değişen voltaj ve frekanslarda “elektrik uygulandı”. LaRocco, mantarın yapısının farklı kısımlarının “farklı elektriksel özelliklere” sahip olması nedeniyle ekibin elektrik kablolarını mantarlara farklı noktalardan bağlayacağını söyledi.
Araştırmacı, “Voltaj ve bağlantıya bağlı olarak farklı performanslar görüyorduk” diye açıkladı.
İki aylık deneylerin ardından ekip, mantar tabanlı memristörlerini veri depolama için kullanılan geleneksel RAM ile karşılaştırdı. Yayınlanan araştırmalarına göre ekibin biyo-esinli hafıza cihazı, elektriksel durumlar arasında “saniyede 5.850 sinyale kadar” başarıyla geçiş yaptı. Mantar bazlı sistem de %90 doğruluk elde etti.
“Bu shiitake tabanlı cihazlar, yalnızca yarı iletken tabanlı çiplere benzer tekrarlanabilir bellek etkileri göstermekle kalmadı, aynı zamanda diğer düşük maliyetli, çevre dostu, beyinden ilham alan bilgi işlem bileşenleri oluşturmak için de kullanılabilir” diye açıkladılar.
Ekip, elektrik frekansı arttıkça sistem performansının gözle görülür bir düşüş gösterdiğini belirtti. Bununla birlikte, sinirsel aktiviteye dayalı tasarımlarının büyük olasılıkla normal bir beyin gibi tepki vereceğini ve devreye daha fazla mantar bağlayarak performansını düzelteceğini öne sürüyorlar.
Teknoloji hala gelişiminin ilk aşamalarında olmasına rağmen ekip, mantar yetiştirme tekniklerinin optimize edilmesi de dahil olmak üzere, mantar bazlı memristörlerin tasarımını ve performansını iyileştirmek için çeşitli potansiyel yöntemler önerdi. Ekip ayrıca deneylerde kullanılanların pratik olmaması nedeniyle tasarımların minyatürleştirilmesi gerektiğini de belirtti.
Araştırmanın ortak yazarı ve Ohio State’te elektrik ve bilgisayar mühendisliği alanında doçent olan Qudsia Tahmina, mantar tabanlı bilgisayar tasarımının uç bilişim, havacılık araştırmaları, otonom sistemler ve giyilebilir cihazlardaki uygulamalar için ölçeklendirilebileceğini söyledi. Araştırmacı ayrıca mantarları beklenmedik ve faydalı şekillerde davranmaya programlamanın ne kadar şaşırtıcı derecede kolay olduğunu ve teknolojilerin doğal dünyaya güvenildiğinde nasıl ilerleyebileceğini kaydetti.
Tahmina, “Toplum, çevremizi korumamız ve onu gelecek nesiller için korumamızı sağlamamız gerektiğinin giderek daha fazla farkına varıyor” dedi. “Dolayısıyla bu, bunun gibi yeni biyo-dostu fikirlerin arkasındaki itici faktörlerden biri olabilir.”
Tasarımlarının çok yönlülüğünü tartışırken LaRocco, “mantarları ve bilgisayarları keşfetmeye” başlamak için gereken her şeyin, bir kompost yığını kadar küçük bir şeyden ve birkaç ev yapımı elektronikten “önceden hazırlanmış şablonlara sahip bir kültür fabrikası kadar büyük”e kadar mevcut olduğunu söyledi.
Araştırmacı, “Hepsi şu anda önümüzde bulunan kaynaklarla uygulanabilir” diye ekledi.
Çalışma “Yüksek frekanslı biyoelektronik için shiitake miselyumdan sürdürülebilir hafıza cihazları” PLOS One’da yayınlandı.
Christopher Plain, Bilim Kurgu ve Fantazi roman yazarı ve The Debrief’te Baş Bilim Yazarıdır. Onu takip edin ve onunla bağlantı kurun X, onun kitapları hakkında bilgi edinin plainfiction.comveya doğrudan şu adrese e-posta gönderin: [email protected].
