Znie to ako sci-fi, ale je to realita – z húb sa podarilo vyrobiť funkčnú počítačovú pamäť, informuje portál ScienceAlert na základe štúdie, ktorá bola publikovaná v PLOS One.
Shiitake (Lentinula edodes), ktoré bežne nájdeš v kuchyni, skrývajú vo svojom podhubí (mycéliu) fascinujúce vlastnosti. Práve toto mycélium vedci využili na výrobu memristorov – špeciálnych obvodov, ktoré si pamätajú predchádzajúce elektrické stavy. Bežne sa na to používajú materiály ako oxid titaničitý alebo kremík, no tentoraz to zvládla huba.
Výsledkom bol pamäťový prvok s výkonom porovnateľným so súčasnými kremíkovými čipmi, no navyše lacnejší, ekologickejší a oveľa šetrnejší k planéte.
Psychiater John LaRocco z Ohio State University vysvetľuje, prečo je to také významné: „Možnosť vyvíjať mikročipy, ktoré napodobňujú skutočnú neurónovú aktivitu, znamená, že nepotrebujeme veľa energie v pohotovostnom režime alebo keď sa stroj nepoužíva. To môže predstavovať obrovskú výhodu – výpočtovú aj ekonomickú.“
Mozog verzus mycélium
Aby počítač fungoval ako mozog, potrebuje komponenty, ktoré sa správajú podobne ako jeho časti. Jednou z nich sú synapsie – spoje medzi neurónmi, ktoré riadia tok informácií. Memristory by ich mohli napodobniť.
A práve tu prichádzajú na scénu huby. Mycéliové siete sa správajú podobne ako neurónové: majú podobnú štruktúru a prenášajú informácie elektrickými aj chemickými signálmi. Nie sú to síce mozgy, ale správnym inžinierskym zásahom ich vedci dokázali „naučiť“ fungovať tak, ako potrebovali.
Čo sa dialo v laboratóriu
Prečo práve shiitake? Tento druh je odolný, húževnatý a zvláda aj stresové faktory, napríklad radiáciu. Vedci preto nasadili deväť vzoriek do Petriho misiek so substrátom a nechali ich rásť pri kontrolovanej teplote a vlhkosti.
Keď mycélium prerástlo celé misky, vzorky vysušili na slnku, aby zostali dlhodobo životaschopné. Potom ich zapojili do špeciálne pripraveného elektrického obvodu a pustili cez ne prúd.
„Pripájali sme drôty na rôzne miesta húb, pretože jednotlivé časti majú rozdielne elektrické vlastnosti,“ hovorí LaRocco. „Podľa toho, aké napätie sme použili, sme videli odlišný výkon.“
Výsledok bol ohromujúci. Mushristor – hubový memristor – ktorý prepína signály rýchlosťou 5 850-krát za sekundu (to je jeden prepínač každých 170 mikrosekúnd!) a dosahuje 90 % presnosť. Pre porovnanie: najpomalšie komerčne dostupné memristory sú len o niečo rýchlejšie.
Vedci tiež zistili, že vyššie napätie výkon znižuje. Vyriešili to tak, že do obvodu jednoducho pridali viac húb.
Zelené čipy budúcnosti
Nemusíš sa obávať, tvoja budúca „hubová mašina“ ťa zatiaľ nebude sprevádzať pri bezduchom scrollovaní na sociálnych sieťach. No už dnes je jasné, že ide o sľubný smer pre vývoj lacných, dostupných a biologicky rozložiteľných počítačových súčiastok – od osobných zariadení až po letectvo.
„Na to, aby sme sa pustili do skúmania húb a výpočtovej techniky, stačí kompostová hromada a pár domácich elektronických hračiek. Alebo aj veľká kultivačná továreň s hotovými šablónami,“ hovorí LaRocco. „Možnosti máme už dnes.“
Ako vedci zhrnuli vo svojej štúdii: „Budúcnosť výpočtovej techniky môže byť hubová.“