Bilim insanları mantarlarla çalışan canlı bilgisayarlar geliştiriyor

Canlı organizmalar, silikon çiplerin gerçekleştirdiği bazı görevleri yerine getirebilseydi ne olurdu? Bu sorudan hareketle yapılan yeni araştırmalar, mantar sistemlerinin hafızaya benzer elektriksel davranışlar gösterebileceğini ve düşük enerji tüketimiyle çalışan yeni bilgi işlem mimarilerine yol açabileceğini ortaya koymaktadır. Mantar ağları, dijital bilgiyi işlemek ve depolamak için yaygın biçimde kullanılan küçük metal bileşenlere karşı alternatif bir çözüm sunabilir.

Mantarlar biyoelektronik için ideal adaylar

Mantarlar, aşırı dayanıklılıkları ve kendilerine özgü biyolojik özellikleriyle tanınmaktadır. Bu doğal nitelikler, onları gelecekteki bilgi işlem teknolojileri için yeni malzemeler geliştirmeyi amaçlayan ve giderek büyüyen biyoelektronik araştırma alanında güçlü adaylar haline getirmektedir. Ohio Eyalet Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, shiitake mantarları da dahil olmak üzere tanıdık yenilebilir mantarların, organik memristörler olarak işlev görmek üzere yetiştirilebileceğini ve koşullandırılabileceğini göstermiştir. Memristörler, önceki elektriksel sinyallerin hafızasını koruyarak bilgiyi işleyen elektronik bileşenlerdir ve bu açıdan mantar teknolojisi devrim niteliğindedir.

Araştırma ekibi, shiitake mantarlarından yapılan cihazların geleneksel yarı iletken çiplerde görülenlerle karşılaştırılabilir tekrarlanabilir hafıza etkileri ürettiğini tespit etmiştir. Elde edilen sonuçlar ayrıca, bu mantar sistemlerinin beynin nasıl çalıştığından esinlenen diğer ucuz ve çevre dostu bilgi işlem bileşenleri için temel oluşturabileceğini göstermektedir. John LaRocco, çalışmanın baş yazarı ve Ohio Eyalet Tıp Fakültesi'nde psikiyatri alanında araştırma bilim insanı olarak, gerçek sinirsel aktiviteyi taklit eden mikroçiplerin geliştirilmesinin önemini vurgulamıştır.

LaRocco'ya göre, böyle bir teknoloji bekleme modunda veya makine kullanılmadığında çok fazla güce ihtiyaç duyulmadığı anlamına gelmektedir. Bu durum, büyük bir potansiyel hesaplama ve ekonomik avantaj sunabilecek bir gelişmedir. Mantar memristörleri, enerji verimliliği açısından geleneksel teknolojilere kıyasla önemli bir ilerleme temsil etmektedir.

Sürdürülebilirlik mantarları yeniden gündeme getiriyor

Mantar elektroniği daha önceki dönemlerde de araştırılmış olsa da, LaRocco şimdi özellikle daha sürdürülebilir bilgi işlem sistemleri inşa etmek için bu teknolojilerin çekici olduğunu belirtmektedir. Mantarlar biyolojik olarak parçalanabilir ve yetiştirmesi nispeten basit olduğundan, genellikle nadir toprak minerallerine ve enerji yoğun veri merkezlerine bağımlı olan geleneksel memristörler ve yarı iletkenlerden daha az elektronik atık üretmektedir. Üretim maliyeti de önemli ölçüde daha düşüktür.

Araştırma ekibinin ortak yazarı Qudsia Tahmina, Ohio Eyalet'te elektrik ve bilgisayar mühendisliğinde doçent olarak, mantarları beklenmedik ve yararlı şekillerde davranmaları için programlamanın ve korumanın şaşırtıcı derecede kolay olduğunu açıklamıştır. Dahası, bu gelişme, teknolojinin doğal dünyaya dayandığında nasıl ilerleyebileceğinin somut bir örneğidir. Toplum, çevremizi koruma ve gelecek nesiller için muhafaza etme ihtiyacının giderek daha fazla farkına varmaktadır ve bu durum, mantarlar gibi yeni biyo-dostu fikirlerin arkasındaki itici faktörlerden biri olmaktadır.

Mantar memristörlerinin performans testleri

Bu yeni memristörlerin nasıl performans gösterdiğini test etmek için araştırma ekibi shiitake ve düğme mantarı kültürleri yetiştirmiştir. Mantarlar olgunluğa ulaştıktan sonra, uzun vadeli kararlılığı desteklemek için dehidre edilmiş, özel elektronik devrelere bağlanmış ve bir dizi voltaj ve frekans boyunca elektriksel uyarıma maruz bırakılmıştır. LaRocco, mantarların farklı noktalarına elektrik kabloları ve problar bağladıklarını, çünkü onun farklı kısımlarının farklı elektriksel özellikleri olduğunu ifade etmiştir.