O echipă internațională de oameni de știință a reușit să creeze o formă de memorie de calculator utilizând miceliul ciupercii shiitake (Lentinula edodes), deschizând calea către dispozitive electronice biodegradabile, ieftine și eficiente energetic.
Experimentul marchează o inovație importantă în domeniul materialelor bioelectronice și ar putea redefini modul în care sunt construite componentele informatice ale viitorului.
Memoria obținută, denumită „memristor biologic”, imită comportamentul sinapselor cerebrale, fiind capabilă să „își amintească” stările electrice anterioare.
Spre deosebire de variantele clasice realizate din dioxid de titan sau siliciu, noul dispozitiv folosește structura subterană a ciupercii, miceliul, o rețea de filamente care seamănă funcțional cu conexiunile neuronale.
Miceliul, o alternativă ecologică la siliciu
Cercetătorii au ales ciuperca shiitake datorită rezistenței sale ridicate la factori de stres, cum ar fi radiațiile sau variațiile de temperatură.
Echipa, coordonată de psihiatrul John LaRocco de la Universitatea de Stat din Ohio, a cultivat nouă mostre de miceliu în plăci Petri, folosind un substrat nutritiv.
După ce miceliul s-a dezvoltat complet, probele au fost uscate la soare, apoi integrate într-un circuit electric special construit pentru teste de performanță.
„Am conectat fire și sonde electrice în diferite puncte ale miceliului, deoarece fiecare parte are proprietăți electrice distincte. În funcție de tensiune și de conexiuni, am observat variații semnificative în comportamentul circuitului”, a explicat LaRocco.
Rezultatele au fost impresionante pentru o primă încercare: dispozitivul a atins o frecvență de comutare de 5.850 hertzi, cu o acuratețe de 90%.
Practic, „mushristorul”, cum a fost supranumit. poate comuta semnale de aproximativ 5.850 de ori pe secundă. Deși această performanță este încă sub nivelul celor mai lente memristoare comerciale, ea indică un potențial considerabil pentru dezvoltări viitoare.
Spre o eră a microcipurilor biodegradabile
Un aspect interesant observat în timpul experimentelor a fost că performanța memristorului biologic scădea odată cu creșterea tensiunii aplicate.
Cercetătorii au reușit însă să compenseze acest efect prin adăugarea mai multor ciuperci în circuit, demonstrând astfel că dispozitivul poate fi scalat prin metode simple și naturale.
Conceptul de „computing fungic” nu este nou, însă acest experiment reprezintă una dintre primele dovezi concrete că miceliul poate fi folosit ca element funcțional într-un sistem electronic.
În plus, un astfel de material are avantajul unei amprente ecologice reduse, fiind complet biodegradabil și ușor de produs.
„Dezvoltarea microcipurilor care imită activitatea neuronală reală ar putea reduce drastic consumul de energie, în special în perioadele de inactivitate ale dispozitivelor”, a subliniat LaRocco.
Cercetătorii văd în această tehnologie o posibilă soluție pentru viitoarele generații de dispozitive sustenabile, de la gadgeturi personale până la aplicații industriale sau aerospațiale.
După cum rezumă echipa în articolul publicat în PLOS One: „Viitorul informaticii ar putea fi… fungic”.