Sieniperäisiä memristoreita

Sienet on jo pitkään tunnettu äärimmäisestä kestävyydestään ja ainutlaatuisista ominaisuuksistaan. Niiden synnynnäiset kyvyt tekevät niistä täydellisiä näytteitä bioelektroniikkaan, nousevaan alaan, joka voisi seuraavan sukupolven laskennassa auttaa kehittämään jännittäviä uusia materiaaleja.

Yhtenä esimerkkinä Ohio State -yliopiston tutkijat havaitsivat äskettäin, että yleisiä syötäviä sieniä, kuten shiitake-sieniä, voidaan kasvattaa ja kouluttaa toimimaan orgaanisina memristoreina, eräänlaisina tietojenkäsittelypiireinä, jotka voivat muistaa aiempia sähköisiä tiloja.

Heidän löydöksensä osoittivat, että nämä shiitake-pohjaiset laitteet eivät ainoastaan osoittaneet samanlaisia toistettavia muistivaikutuksia kuin puolijohdepohjaiset sirut, vaan niitä voitaisiin käyttää myös muuntyyppisten edullisten, ympäristöystävällisten ja aivojen inspiroimien laskentakomponenttien luomiseen.

"Rihmastoa laskenta-alustana on tutkittu aiemmin vähemmän intuitiivisissa kokoonpanoissa, mutta työmme pyrkii viemään yhden näistä memristiivisistä järjestelmistä äärirajoilleen", hän sanoi.

Tutkiakseen uusien memristorien ominaisuuksia tutkijat viljelivät shiitake- ja nappisieninäytteitä. Kypsymisen jälkeen ne kuivattiin pitkäaikaisen elinkelpoisuuden varmistamiseksi, kytkettiin erityisiin elektronisiin piireihin ja sitten sähköistettiin eri jännitteillä ja taajuuksilla.

”Yhdistimme sähköjohtoja ja antureita sienten eri kohtiin, koska niiden eri osilla on erilaiset sähköiset ominaisuudet”, LaRocco sanoi. ”Suorituskyvyt olivat erilaisia jännitteestä ja liitettävyydestä riippuen.”

Kahden kuukauden kuluttua tiimi havaitsi, että RAM-muistina käytettynä heidän sienimäinen memristorinsa pystyi vaihtamaan sähköisten tilojen välillä jopa 5 850 signaalin sekuntinopeudella noin 90 prosentin tarkkuudella.. 

Kaiken kaikkiaan heidän tutkimuksensa osoittaa, kuinka yllättävän helppoa on ohjelmoida ja säilyttää sieniä käyttäytymään odottamattomilla ja hyödyllisillä tavoilla, sanoo Qudsia Tahmina, tutkimuksen toinen kirjoittaja. Lisäksi se on esimerkki siitä, miten teknologia voi kehittyä, kun se on riippuvainen luonnosta.

Sienien tarjoaman joustavuuden hyödyntäminen viittaa myös siihen, että sienipohjaisen laskennan skaalaamiseen on mahdollisuuksia, Tahmina sanoi. Esimerkiksi suuremmat sienipohjaiset järjestelmät voivat olla hyödyllisiä reunalaskennassa ja avaruustutkimuksen alalla; pienemmät järjestelmät puolestaan voivat parantaa autonomisten järjestelmien ja puettavien laitteiden suorituskykyä.

Aiheesta aiemmin:

Akkututkimuksia atomien ja sienien tasolla

Sähköä puusta