Грибная электроника приближается — учёные превратили мицелий шиитаке в нейронную сеть

В последние годы учёные активно исследуют возможность использования в электронике грибного мицелия как естественной нейронной сети. С его помощью электроника может стать биоразлагаемой и энергоэффективной, создав основу для высокопроизводительных вычислений будущего, где обычная компостная куча сможет стать элементом кластера.

Пять причин полюбить HONOR Pad V9

Hollow Knight: Silksong — песнь страданий и радостей. Рецензия

Пять причин полюбить HONOR Magic7 Pro

Фитнес-браслет HUAWEI Band 10: настоящий металл

HUAWEI FreeArc: вероятно, самые удобные TWS-наушники

Почему ИИ никак не сесть на безматричную диету

Обзор умных часов HUAWEI WATCH 5: часы юбилейные

Пять причин полюбить HONOR X8c

Традиционные полупроводники на всех этапах обработки требуют огромных энергозатрат и вредны для окружающей среды, в то время как грибные структуры предлагают экологически чистый и менее затратный с точки зрения используемой энергии подход к обработке и хранению данных. В новом исследовании учёные из Университета штата Огайо (The Ohio State University) предприняли усилия по разработке на основе обычных съедобных грибов органических мемристоров — компонента, имитирующего нейронную активность мозга. Подобная технология открывает путь к биоэлектронике, где грибные сети выступают в роли стабильных и недорогих элементов вычислительных платформ.

В ходе работы, о результатах которой исследователи сообщили в журнале PLOS ONE, учёные культивировали образцы мицелия шиитаке и шампиньонов, после чего высушили их для лучшей сохранности и подключили к электронным цепям. Для тестирования применялись различные напряжения и частоты, для чего в мицелий опускались электроды, а съём данных производился в других различных местах мицелия. Таким образом, учёные «обучали» сеть мицелия работать подобно мемристору — элементу памяти, который сохраняет информацию о предыдущих электрических состояниях.

В ходе экспериментов было обнаружено, что некоторые участки мицелия воспроизводят эффекты памяти, аналогичные работе полупроводниковым чипам. В частности, удалось добиться скорости переключения электрического состояния мицелия с частотой 5850 Гц с точностью 90 %. По мере роста частоты эффективность работы памяти из мицелия снижалась, но этот барьер можно преодолеть за счёт увеличения сети (и параллельной работы множества элементов памяти), что для грибного мицелия труда не составит. В режиме ожидания, как нетрудно догадаться, мицелий не требовал расхода энергии на поддержание состояний.

Получив настолько интересный результат, учёные уже мечтают о носимых гаджетах с грибным мицелием в качестве нейронной сети и огромных фермах для масштабирования вычислений для нужд аэрокосмической области или супервычислений с минимальными затратами энергии и возможностью полной утилизации «грибных» компьютеров. Почему были выбраны грибы шиитаке? Возможно, это реверанс в сторону спонсора работы — Исследовательского института Honda.