گروهی از پژوهشگران دانشگاه ایالتی اوهایو موفق شدهاند با استفاده از میسلیوم قارچ، قطعات الکترونیکی موسوم به «ممریستور» بسازند. این قطعات که قابلیت ذخیرهسازی اطلاعات را دارند، در آزمایشها عملکردی شبیه به حافظه رم (RAM) از خود نشان دادهاند. این دستاورد میتواند گامی برای ساخت سختافزارهای باشد که با مواد ارگانیک و بدون نیاز به فلزات کمیاب ساخته میشوند.
قارچها بخش عظیمی از اکوسیستم زمین را تشکیل میدهند، اما در مقایسه با گیاهان و جانوران، سهم ناچیزی در تحقیقات و مستندهای علمی داشتهاند. اکنون گروهی از محققان در دانشگاه ایالتی اوهایو راهی برای استفاده از قارچها بهعنوان «ممریستورهای ارگانیک» (Organic Memristors) یافتهاند.
ممریستور چیست؟
ممریستور (Memristor) یک قطعه الکترونیکی غیرفعال است که مقاومت آن بر اساس ولتاژ و جریانی که قبلاً از آن عبور کرده، تغییر میکند. این ویژگی به این معناست که ممریستور میتواند وضعیتهای الکتریکی گذشته را حتی پس از قطع جریان برق به خاطر بسپرد و به عنوان نوعی حافظه عمل کند.
ممریستورها از قطعات مورد استفاده در تحقیقات برای ساخت پردازندههای عصبگون یا نورومورفیک هستند که تلاش دارند به جای معماریهای متداول کامپیوترهای دیجیتال، ماشینها محاسباتی بسازند که از نحوه عملکرد مغز انسان تقلید کنند.
قارچ ممریستوری چگونه عمل میکند؟
برای ایجاد این ممریستور با استفاده از قارچ، پژوهشگران یک میسلیوم (شبکه ریشهای) قارچهای «شیتاکه» و «دکمهای» را پرورش دادند. سپس نمونهها را برای چند روز آبگیری کرده و الکترودهایی به آنها متصل نمودند.
پس از یک مهپاشی مختصر برای بازگرداندن رسانایی به ریشهها، نمونهها در معرض اشکال مختلف امواج الکتریکی با ولتاژهای گوناگون قرار گرفتند تا کارایی آنها در انجام وظایف یک ممریستور سنجیده شود. نتایج نشان داد که در ولتاژ یک ولت، این سیستمها پایدارترین عملکرد را دارند. آنها حتی برنامهریزی شدند تا مانند حافظه RAM عمل کنند و توانستند به فرکانسی نزدیک به ۶ کیلوهرتز و دقت ۹۰ درصدی در حفظ اطلاعات دست یابند.
مزایای زیست محیطی کامپیوترهای ارگانیک
این گروه تحقیقاتی در مقاله خود به مزایای متعددی برای ساخت قطعات مبتنی بر قارچ اشاره کرده است. مهمترین مزیت، سازگاری بالای آنها با محیط زیست است. برخلاف قطعات مدار معمولی، این ممریستورهای ارگانیک نیازی به استخراج و استفاده از فلزات کمیاب ندارند.
علاوه بر این، پرورش قارچها نسبت به سایر انواع ارگانوئیدهای عصبی آسانتر است، انرژی کمتری مصرف میکنند و وزن کمتری دارند. بهطور خاص، قارچ شیتاکه به دلیل مقاومت قابل توجه در برابر تشعشعات نیز شناخته شده است که میتواند کاربردهای خاصی در محیطهای پرخطر داشته باشد.
چالشها و چشمانداز آینده
با وجود نتایج امیدوارکننده، این فناوری هنوز در مراحل ابتدایی است. محققان اشاره کردهاند که کارهای بیشتری باید برای کاهش ابعاد مورد نیاز این قطعات انجام شود تا بتوان آنها را در مقیاسهای کاربردی به کار گرفت. با گذر زمان و پیشرفت تحقیقات، شاید شاهد ظهور قطعات الکترونیکی بیشتری بر پایه قارچ باشیم سازگاری بیشتری با محیط زیست هم داشته باشند.
