قارچ‌ها وارد دنیای حافظه کامپیوتر شدند؛ آزمایش ممریستورهای زیستی

آزمایش ممریستورهای ارگانیک با قارچ

پژوهشگران دانشگاه ایالتی اوهایو (The Ohio State University) میسلیوم (ریشه) دو نوع قارچ، شامل قارچ شیتاکه و قارچ دکمه‌ای را به عنوان ممریستورهای ارگانیک مورد آزمایش قرار دادند. ممریستورها قطعاتی هستند که مقاومت الکتریکی آن‌ها بر اساس جریان عبوری قبلی تغییر می‌کند و به این ترتیب، «رفتار قبلی» خود را به خاطر می‌سپارند.

فرایند آماده‌سازی و شرایط محیطی

برای انجام این پژوهش، میسلیوم قارچ مراحل زیر را طی کرد:

• رشد اولیه: میسلیوم شیتاکه در ظروف پتری روی بستری شامل بذر فارو، جوانه گندم و یونجه رشد داده شد.
• شرایط محیطی: محیط رشد در دمای 20 تا 22 درجه سانتی‌گراد و رطوبت 70 درصد نگهداری شد.
• خشک‌سازی: ظروف به مدت حدود 7 روز زیر نور مستقیم خورشید قرار گرفتند تا نمونه به یک دیسک سخت تبدیل شود.
• بازگشت رسانایی: پیش از آزمایش، با پاشش ملایم آب دی‌یونیزه از فاصله 10 سانتی‌متری، رسانایی نمونه بازگردانده شد.
• اتصال الکترود: الکترودها متصل شده و منحنی‌های جریان-ولتاژ با استفاده از اسیلوسکوپ اندازه‌گیری شدند.

نتایج الکتریکی و شبیه‌سازی عملکرد رم

نتایج آزمایش‌ها نشان داد که رفتار الکتریکی میسلیوم در ولتاژ حدود 1 ولت بیشترین پایداری را دارد. محققان توانستند عملکردی مشابه با حافظه دسترسی تصادفی (RAM) را شبیه‌سازی کنند.

در این شبیه‌سازی، فرکانسی تقریباً معادل 6 کیلوهرتز با دقتی نزدیک به 90 درصد به دست آمد که نشان‌دهنده پتانسیل این مواد زیستی برای ذخیره‌سازی داده است.

واقعیت کاربردی و محدودیت‌های مقیاس‌پذیری

با وجود نتایج امیدوارکننده، این روش دارای محدودیت‌های جدی در مقیاس‌پذیری است. ذخیره حجم‌های بالا (گیگابایت‌ها) با این تکنیک نیازمند در اختیار داشتن مزارع قارچ متعدد است و به همین دلیل، در حال حاضر راه‌حل مناسبی برای حل مشکل افزایش قیمت حافظه‌های رایج محسوب نمی‌شود.

برای رقابت با ماژول‌های حافظه واقعی، عواملی چون ظرفیت قابل استفاده، چگالی ذخیره‌سازی، رابط‌های استاندارد، پایداری بلندمدت و امکان مقیاس‌پذیری اهمیت حیاتی دارند که در نمونه‌های قارچی هنوز به حد مطلوب نرسیده‌اند.

با این حال، این ایده می‌تواند برای شرکت‌های فعال در حوزه هوش مصنوعی که به دنبال روشی ارزان برای ذخیره حافظه‌های کم‌تراکم هستند، جذاب باشد. این شرکت‌ها می‌توانند از هر تعداد قارچ که نیاز دارند استفاده کنند و حافظه‌های دسکتاپ سنتی را برای کاربردهای دیگر کنار بگذارند.