«Компьютер из грибов — это реально? Ученые из Огайо говорят, что да. И показали, как это работает

Новые эксперименты показывают, что грибные сети могут стать альтернативой миниатюрным металлическим элементам для обработки и хранения данных. Благодаря природной стойкости и необычным свойствам грибы оказались удобной моделью для биоэлектроники, направления, которое ищет экологичные материалы для вычислительных систем следующего поколения.

Исследователи из Университета штата Огайо выяснили, что обычные съедобные грибы, например шиитаке, можно вырастить и «натренировать» так, чтобы они работали как органические мемристоры, то есть элементы, запоминающие свои прошлые электрические состояния. По их данным, такие «грибные» устройства воспроизводят эффекты памяти на уровне, сопоставимом с полупроводниковыми чипами, и способны стать основой недорогих, экологичных, мозгоподобных вычислительных компонентов. Ведущий автор Джон ЛаРокко отметил, что микросхемы, имитирующие активность нейронов, практически не потребляют энергию в режиме ожидания, что дает заметную вычислительную и экономическую выгоду.

Авторы подчеркивают, что идея «электроники на грибах» не нова, однако именно грибы выглядят перспективными для устойчивых вычислительных систем. Они биодеградируемы, а изготовление обходится дешевле, чем производство классических мемристоров и полупроводников, где часто требуются редкоземельные элементы и энергозатратная инфраструктура дата-центров.

В работе, опубликованной в журнале PLOS ONE, ученые культивировали образцы шиитаке и шампиньонов, сушили их для длительного хранения, подключали к специальным электронным схемам и подавали сигналы разного напряжения и частоты. Электроды устанавливали в разных точках гриба, поскольку его участки отличаются электрическими свойствами, это давало различия в характеристиках. Через два месяца экспериментов команда показала, что в роли оперативной памяти такой мемристор переключал состояния до 5 850 раз в секунду с точностью около 90 процентов. При повышении частоты точность снижалась, но, как и в живом мозге, ситуацию удавалось исправить, добавляя в цепь больше грибов.

Соавтор исследования Кудсия Тахмина отметила, что грибы можно удивительно просто «программировать» и сохранять в нужной форме, а сама работа демонстрирует, как технологии продвигаются вперед, опираясь на решения из живой природы. По ее словам, растущий общественный запрос на экологичность уже подталкивает к появлению подобных био-дружественных идей.

Авторы видят потенциал масштабирования. Крупные грибные системы могут пригодиться на периферии вычислений и в космической технике, компактные — в автономных устройствах и носимой электронике. Технология пока на ранней стадии, ее развитие потребует улучшения методов культивирования и миниатюризации, поскольку практичные мемристоры должны быть существенно меньше тех, что использовались в этой работе. ЛаРокко добавил, что порог входа невысокий, начать можно с компостной кучи и самодельной электроники или развернуть полноценное производство на фабрике, обе траектории уже реалистичны.