Στο μέλλον, τα μικροτσίπ των υπολογιστών ίσως δεν προέρχονται από εργοστάσια πυριτίου, αλλά από… εργαστήρια καλλιέργειας μανιταριών. Μια ομάδα ερευνητών κατάφερε να μετατρέψει το μυκήλιο των μανιταριών σιτάκε – το ριζώδες, ινώδες δίκτυο κάτω από το έδαφος – σε βιολογικά κυκλώματα αποθήκευσης δεδομένων, δημιουργώντας έτσι έναν υπολογιστή που «θυμάται» όπως ο ανθρώπινος εγκέφαλος.

Το επίτευγμα δημοσιεύτηκε στο περιοδικό PLOS One και σύμφωνα με τους επιστήμονες, αποτελεί ένα πρώτο βήμα προς την πράσινη πληροφορική, όπου η οργανική ύλη αντικαθιστά το συμβατικό hardware.

Τα «μανιτερένια» κυκλώματα

Χρησιμοποιώντας απλά μανιτάρια σιτάκε (Lentinula edodes), οι ερευνητές ανέπτυξαν λειτουργικά memristors – ηλεκτρικά στοιχεία που αποθηκεύουν πληροφορίες «θυμούμενα» τις προηγούμενες καταστάσεις τους. Αντί για πυρίτιο ή τιτάνιο, τα κυκλώματα αυτά βασίζονται στο μυκήλιο, ένα φυσικό δίκτυο που θυμίζει τις νευρωνικές συνδέσεις του εγκεφάλου.

Ο επικεφαλής της έρευνας, Τζον ΛαΡόκο από το Πολιτειακό Πανεπιστήμιο του Οχάιο, εξηγεί:
«Η ανάπτυξη μικροτσίπ που μιμούνται τη νευρωνική δραστηριότητα σημαίνει ότι η συσκευή καταναλώνει ελάχιστη ενέργεια όταν βρίσκεται σε αδράνεια. Είναι ένα τεράστιο υπολογιστικό και οικονομικό πλεονέκτημα».

Ένα μυκήλιο που σκέφτεται

Το μυκήλιο, πέρα από το ότι διαδίδει θρεπτικά συστατικά στα δάση, διαθέτει ηλεκτρική αγωγιμότητα και αντίδραση στα ερεθίσματα – χαρακτηριστικά που το καθιστούν ιδανικό για να μιμηθεί τη λειτουργία των συνάψεων του εγκεφάλου. Όπως τα νευρωνικά δίκτυα, έτσι και οι μυκηλιακές ίνες μεταδίδουν σήματα μέσω ηλεκτρικών και χημικών διεργασιών.

Η ομάδα επέλεξε το είδος σιτάκε λόγω της ανθεκτικότητάς του σε ακραίες συνθήκες, όπως η ακτινοβολία και οι θερμοκρασιακές μεταβολές. Οι ερευνητές καλλιέργησαν τα μανιτάρια σε τρυβλία Πέτρι, αφήνοντάς τα να αναπτυχθούν υπό αυστηρά ελεγχόμενες συνθήκες. Μόλις το μυκήλιο κάλυψε την επιφάνεια, τα δείγματα ξηράνθηκαν φυσικά και ενσωματώθηκαν σε κυκλώματα για ηλεκτρικές δοκιμές.

Μανιτάρια με… μνήμη

Τα αποτελέσματα ήταν εντυπωσιακά: τα μυκηλιακά memristors λειτούργησαν με απόδοση 5.850 Hertz και ακρίβεια 90%, τιμές συγκρίσιμες με εκείνες των εμπορικών κυκλωμάτων πυριτίου. Παρότι η ταχύτητα τους είναι περίπου στο μισό των κορυφαίων τσιπ, η οικονομικότητα και η βιοαποδομησιμότητά τους καθιστούν τη μέθοδο εξαιρετικά υποσχόμενη.

«Συνδέαμε καλώδια σε διαφορετικά σημεία του μανιταριού, γιατί κάθε τμήμα έχει άλλες ηλεκτρικές ιδιότητες», εξηγεί ο ΛαΡόκο. «Ανάλογα με την τάση, βλέπαμε πώς το μανιτάρι ‘θυμόταν’ την προηγούμενη κατάσταση».

Όσο αυξανόταν η ηλεκτρική ένταση, η απόδοση μειωνόταν – αλλά μπορούσε να βελτιωθεί προσθέτοντας περισσότερα μανιτάρια στο κύκλωμα. Με άλλα λόγια, τα μανιτάρια συνεργάζονταν… όπως οι νευρώνες.

Βιώσιμη τεχνολογία για ένα νέο είδος πληροφορικής

Η έρευνα ανοίγει τον δρόμο για υπολογιστές που βασίζονται στη βιολογία: εξαρτήματα χαμηλού κόστους, βιοδιασπώμενα και ενεργειακά αποδοτικά, που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν σε φορητές συσκευές, δορυφόρους ή τεχνολογίες τεχνητής νοημοσύνης.

Η δυνατότητα κατασκευής κυκλωμάτων που «θυμούνται» χωρίς να χρειάζονται διαρκή παροχή ρεύματος σημαίνει λιγότερη κατανάλωση ενέργειας και μικρότερο περιβαλλοντικό αποτύπωμα.

Όπως σημειώνουν οι ερευνητές:
«Το μέλλον της πληροφορικής μπορεί να είναι μυκηλιακό — και αν είναι, θα είναι και πιο πράσινο».

Ο ανθρώπινος εγκέφαλος ως έμπνευση

Αυτό το πείραμα εντάσσεται στην παγκόσμια προσπάθεια για τη δημιουργία νευρομορφικών υπολογιστών – μηχανών που λειτουργούν με τον τρόπο που σκέφτεται ο άνθρωπος. Εάν τα μανιτάρια αποδειχθούν αποτελεσματικά και σε μεγαλύτερη κλίμακα, η φύση ίσως δώσει την απάντηση σε ένα από τα πιο κρίσιμα ερωτήματα της τεχνολογίας: πώς να συνδυάσουμε τη μνήμη, την ενέργεια και τη νοημοσύνη με τρόπο φυσικό.

Το μέλλον των υπολογιστών, όπως φαίνεται, ίσως δεν βρίσκεται στα εργαστήρια πυριτίου — αλλά στα δάση, κάτω από το χώμα, εκεί όπου τα μανιτάρια πλέκουν τα δίκτυά τους σιωπηλά, περιμένοντας να γίνουν η επόμενη επανάσταση της τεχνολογίας.

Διαβάστε ακόμη 

BofA: Η Ελλάδα στην ελίτ των επενδυτικών επιλογών – Στις πρώτες θέσεις η ΔΕΗ

Νέοι επιχειρηματίες ετών 75: Καριέρα ξανά από την αρχή

Νέο μουσείο τέχνης του Ντουμπάι – Ενα αριστούργημα του μεγάλου Tadao Ando

Για όλες τις υπόλοιπες ειδήσεις της επικαιρότητας μπορείτε να επισκεφτείτε το Πρώτο Θέμα