Bilim İnsanları Shiitake Mantarı ile Çalışan Bir Bilgisayar Belleği Ürettiler

Bilim insanları, sıradan shiitake mantarlarını (Lentinula edodes) kullanarak, geçmiş elektriksel durumlarını “hatırlayan” devre elemanları olan memristörleri; titanyum dioksit veya silikondan değil, bir mantarın kök benzeri (ve bir bakıma nöron benzeri) kısmı olan miselyumdan ürettiler.

Sonuç olarak, performansı silikon tabanlı bir çiple karşılaştırılabilir, ancak potansiyel olarak düşük maliyetli, ölçeklenebilir ve günümüzün birçok bilgisayar bileşeninin olmadığı kadar çevre dostu bir memristör elde edildi.

“Gerçek sinirsel aktiviteyi taklit eden mikroçipler geliştirebilmek, bekleme modunda ya da makine kullanılmadığında çok fazla enerjiye ihtiyaç duymayacağınız anlamına gelir,” diyor Ohio State Üniversitesi’nden psikiyatrist John LaRocco. “Bu, potansiyel olarak büyük bir hesaplama ve ekonomik avantaj olabilir.”

Bir beynin davranışlarını taklit eden bir bilgisayarın geliştirilmesi, beynin parçaları gibi davranan bileşenlerin geliştirilmesini gerektirir. Bu gereksinimlerden biri, bilgi akışını yöneten nöronlar arasındaki bağlantılar olan sinapslar gibi davranabilen memristörlerdir.

Bilim insanları, miselyal ağların sinir ağlarına benzer biçimde davrandıkları için mantarları bilgisayar parçaları olarak kullanmayı düşündüler. Yapısal olarak benzerdirler ve tıpkı bir beyin gibi bilgiyi elektriksel ve kimyasal sinyaller kullanarak iletirler.

Ancak, gerçek anlamda beyin olmadıkları için, bilim insanlarının ihtiyaç duydukları işlevleri yerine getirebilmeleri adına mühendislik müdahalesi gereklidir.

Ekip, shiitake mantarlarını özellikle sağlam, dayanıklı ve radyasyon gibi stres faktörlerine dirençli oldukları için kullandı. Araştırmacılar, dokuz örneği shiitake sporlarıyla tohumlayarak, alt tabaka dolu petri kaplarına yerleştirdiler ve kontrollü sıcaklık ve nem koşulları altında büyüttüler.

Miselyum petri kabını tamamen kaplayacak kadar büyüdüğünde, araştırmacılar her örneği uzun süre dayanıklılığını sağlamak için iyi havalandırılmış bir alanda, doğrudan güneş ışığında kuruttular. Bu şekilde hazırlanan her örnek, elektrik akımlarıyla test edilmek üzere özel olarak tasarlanmış bir devreye bağlanmaya hazırdı.

“Mantarın farklı bölgelerinde farklı elektriksel özellikler olduğu için elektrik tellerini ve probları çeşitli noktalara bağladık,” diyor LaRocco. “Gerilim ve bağlantıya bağlı olarak farklı performanslar gözlemliyorduk.”

Araştırmacılar, “mushristor” adını verdikleri sistemlerinde 5.850 Hertz’lik bir performans ve yüzde 90 doğruluk oranı elde ettiler — yani saniyede yaklaşık 5.850 kez, ya da yaklaşık her 170 mikrosaniyede bir sinyal değişimi yapabiliyordu. En yavaş ticari memristörler bunun yaklaşık iki katı hızda çalışmaya başlıyor, dolayısıyla bu deney ilk adımlar için son derece umut verici.

Ayrıca araştırmacılar, elektrik gerilimi arttıkça mantarın performansının azaldığını fark ettiler. Bu durumu, devreye daha fazla mantar ekleyerek telafi edebildiler.

Yakın zamanda doomscrolling yaptığınız cihazları bir miselyum bilgisayarın çalıştırması pek olası değil. Yine de bulgular, erişilebilir, düşük maliyetli ve biyolojik olarak parçalanabilir bileşenler yönünde gelecekteki araştırma ve geliştirmeler için umut verici bir yol sunuyor; potansiyel uygulama alanları kişisel cihazlardan uzay teknolojisine kadar uzanabilir.

“LaRocco şöyle diyor: ‘Mantar ve bilişim üzerine araştırmalara başlamak için gereken her şey, bir kompost yığını ve birkaç ev yapımı elektronik kadar küçük veya hazır şablonlarla donatılmış bir kültür fabrikası kadar büyük olabilir. Hepsi elimizdeki mevcut kaynaklarla yapılabilir.’”

Araştırmacıların makalede belirttiği gibi, “Bilgisayar teknolojisinin geleceği mantar olabilir.”

Bu yazı SCIENCEALERT’ de yayınlanmıştır.