Мицелий как вычислительная среда
В основе работы лежит мицелий — ветвящаяся сеть гиф, формирующая тело гриба. Он обладает структурной прочностью и динамическими проводящими путями, которые могут изменяться под воздействием электрического тока. Это поведение напоминает синаптическую пластичность в нервной системе — ключевую основу обучения.
Исследователи культивировали мицелий шиитаке в питательной среде до полного разрастания, затем обезвоживали его для стабилизации и регидратировали перед подключением к цепи. После этого образцы демонстрировали характерные для мемристоров петли гистерезиса на вольт-амперных кривых.
Результаты экспериментов
При подаче синусоидального сигнала 5 В, 10 Гц грибные мемристоры показали до 95% точности переключения состояний. Даже на частотах до 5,85 кГц сохранялась точность выше 90%, что делает их перспективными для вычислений в реальном времени.
Дополнительно, на стенде с Arduino учёные подтвердили способность мицелия служить энергозависимой памятью — хранить и извлекать данные по запросу.
Чем грибные мемристоры лучше кремниевых
|
Свойство |
Кремний |
Мицелий шиитаке |
|
Производство |
Требует фабрик и химической обработки |
Можно вырастить в инкубаторе |
|
Утилизация |
Трудная, токсичная |
Полностью биоразлагаем |
|
Пластичность проводимости |
Ограничена структурой материала |
Формируется естественно при изменении среды |
|
Экологический след |
Высокий |
Минимальный |
Внутренняя пористая углеродная структура мицелия усиливает его электрохимические свойства, создавая естественные каналы сопротивления — аналог биологических синапсов.
Потенциальные области применения
- Нейроморфные вычисления и аппаратный ИИ
- Периферийные датчики и автономные устройства
- Робототехника с низким энергопотреблением
- Экологические сенсоры, которые можно оставить разлагаться после использования
Кроме того, шиитаке известен стойкостью к ионизирующему излучению, поэтому такие устройства теоретически подходят для аэрокосмической электроники, где традиционные чипы быстро деградируют.
Перспектива
Работа находится на раннем этапе, но демонстрирует главное:
вычислительные устройства не обязательно изготавливать — их можно выращивать, сушить, хранить и подключать.
Если вам понравился материал, кликните значок - вы поможете нам узнать, каким статьям и новостям следует отдавать предпочтение. Если вы хотите обсудить материал - не стесняйтесь оставлять свои комментарии : возможно, они будут полезны другим нашим читателям!
