Počítač, ktorý na ukladanie informácií využíva hubové mycélium, by sa jedného dňa mohol stať lacnou alternatívou súčasnej generácie pamäťového hardvéru.
Tím použil hubu húževnatec jedlý, známu aj ako šiitake, pretože tento druh je zvlášť robustný a odolný proti stresovým faktorom. Zdroj: iStock/zhudifeng
Vedci vyrobili funkčné memristory – obvodové prvky, ktoré si „pamätajú“ svoje predchádzajúce elektrické stavy –, lenže tentoraz nie z oxidu titaničitého alebo z kremíka, ale z koreňovej a do určitej miery neurónovej časti huby nazývanej mycélium. Využili na to druh húževnatec jedlý (Lentinula edodes), ktorý je známy aj ako šiitake.
Výsledkom je memristor s výkonom porovnateľným s čipom na báze kremíka, ale je potenciálne nízkorozpočtový, škálovateľný a ekologický tak, ako mnohé súčasné počítačové komponenty nie sú.
„Vďaka vývoju mikročipov, ktoré napodobňujú skutočnú neurónovú činnosť, nie je potrebné veľké množstvo energie na prevádzku v pohotovostnom režime alebo keď sa zariadenie nepoužíva,“ povedal psychiater John LaRocco z Ohijskej štátnej univerzity. „To môže predstavovať obrovský potenciálny výpočtový a ekonomický prínos.“
Vývoj počítača, ktorý sa správa ako mozog, si vyžaduje vývoj komponentov, ktoré sa správajú ako časti mozgu. Jednou z týchto požiadaviek sú memristory, ktoré môžu fungovať ako synapsie – spojenia medzi neurónmi, ktoré riadia tok informácií.
S rastúcim napätím klesal výkon huby
Vedci zvažovali použitie húb ako súčasti počítačov, lebo mycéliové siete sa správajú podobne ako neurónové siete. Majú podobnú štruktúru a prenášajú informácie pomocou elektrických a chemických signálov rovnako ako mozog. Nefungujú však ako mozog, preto je ešte potrebné určité technické riešenie, aby robili to, čo od nich vedci potrebujú.
Tím použil húževnatec jedlý, pretože tento druh je zvlášť robustný a odolný proti stresovým faktorom, ako je napríklad žiarenie. Vedci zasiali deväť vzoriek do Petriho misiek naplnených substrátom so spórami huby a pestovali ich za kontrolovaných podmienok teploty a vlhkosti.
Keď mycélium dorástlo natoľko, že pokrylo Petriho misku, výskumníci vysušili každú vzorku na dobre vetranom mieste na priamom slnku, aby zabezpečili jej dlhodobú životaschopnosť. Takto pripravené vzorky otestovali na výpočtové schopnosti a pripojili k špeciálne navrhnutému obvodu, ktorý ich zaplavil elektrickým prúdom.
„K hubám sme pripojili elektrické vodiče a sondy s vedomím, že jednotlivé časti húb majú odlišné elektrické vlastnosti,“ vysvetlil John LaRocco. „V závislosti od napätia a pripojenia sme zaznamenali rôzne výkony.“
Mycéliové memristory pripojené k obvodu. Zdroj: LaRocco et al., PLOS One, 2025.
Výskumníci dosiahli výkon 5 850 hertzov s presnosťou 90 percent od svojho zariadenia – to znamená, že prepína signály rýchlosťou približne 5 850-krát za sekundu alebo jeden prepínač každých 170 mikrosekúnd. Najpomalšie komerčne dostupné memristory začínajú na rýchlosti o niečo menej ako dvojnásobnej, takže experiment je pre prvé kroky mimoriadne sľubný.
Výskumníci tiež zistili, že s rastom elektrického napätia klesal výkon huby. To dokázali kompenzovať pridaním ďalších húb do obvodu.
Zistenia naznačujú, že ide o sľubnú cestu pre budúci výskum a vývoj smerom k dostupným, nízkorozpočtovým a biologicky rozložiteľným komponentom s potenciálnymi aplikáciami od osobných zariadení až po letecký priemysel.
„Všetko, čo potrebujete na začatie výskumu húb a výpočtovej techniky, môže byť malé ako kompostová hromada a domáca elektronika alebo veľké ako kultivačná továreň s hotovými šablónami,“ dodal John LaRocco. „Všetko je realizovateľné s prostriedkami, ktoré máme teraz k dispozícii.“
Zdroj: Science Alert
(RR)
