الفطر قد يُحدث ثورة في الحوسبة: زراعة رقائق ذاكرة عضوية

التكنولوجيا اليومية

10-27 02:21

يستكشف العلماء الإمكانات الرائعة للفطريات، وتحديداً الفطر الصالح للأكل مثل شيتاكي، لتعمل كرقائق ذاكرة عضوية لأجهزة الكمبيوتر المستقبلية. تشير هذه الأبحاث الرائدة إلى أن هذه الكائنات المرنة يمكن أن تحل محل المكونات التقليدية القائمة على السيليكون، مما يوفر نهجًا أكثر استدامة وكفاءة في استخدام الطاقة للحوسبة.

النقاط الرئيسية

يمكن للفطر تخزين ومعالجة المعلومات، محاكياً النشاط العصبي.
رقائق الذاكرة الفطرية موفرة للطاقة ولا تعتمد على المعادن الأرضية النادرة.
مرونتها ضد الإجهاد البيئي تجعلها مناسبة للظروف القاسية.
تقدم هذه التقنية بديلاً قابلاً للتحلل وصديقًا للبيئة للإلكترونيات التقليدية.

الفطريات كذاكرة حية

اكتشف باحثون في جامعة ولاية أوهايو أن الفطر يمكن أن يعمل كرقائق ذاكرة عضوية عند دمجه في الدوائر. تُظهر هذه المكونات الفطرية القدرة على تخزين ومعالجة المعلومات، مثل الدماغ الحي. سلط جون لاروكو، المؤلف الرئيسي للدراسة، الضوء على أن تطوير رقائق دقيقة تحاكي النشاط العصبي يمكن أن يقلل بشكل كبير من استهلاك الطاقة، خاصة خلال فترات الاستعداد.

أظهرت الرقائق الفطرية أداءً مثيرًا للإعجاب، حيث كانت قادرة على تبديل الحالات الكهربائية آلاف المرات في الثانية بدقة عالية. على عكس أشباه الموصلات التقليدية، تتجاوز هذه الأنظمة العضوية الحاجة إلى المعادن الأرضية النادرة باهظة الثمن وعمليات التصنيع كثيفة الاستهلاك للطاقة، مما يقدم بديلاً مقنعًا.

التعلم من شبكات الطبيعة

تشكل الفطريات بشكل طبيعي شبكات واسعة تحت الأرض تسهل نقل الإشارات بين الأشجار. يعيد العلماء استخدام هذه الأنظمة البيولوجية لتخزين المعلومات. يتغير الخيوط الفطرية داخل الفطريات مقاومتها الكهربائية استجابةً للنبضات الكهربائية، وتعمل بفعالية كذاكرة.

أظهرت التجارب أن الفطر عدّل موصليته عند تعرضه لدورات جهد متكررة. هذا السلوك التكيفي، حيث "يتذكر" الفطر أنماط التحفيز ويحسن الأداء بمرور الوقت، يشبه كيف تتعلم الخلايا العصبية في الدماغ. يمكن لهذه القدرة على الضبط الذاتي أن تمهد الطريق للأجهزة الموفرة للطاقة التي تتعلم باستمرار، على غرار الأنظمة البيولوجية.

اختبار ذاكرة الفطر

قام فريق البحث بزراعة فطر شيتاكي والفطر الأبيض على ركائز مثل نخالة القمح، والتبن، وبذور الفارو. تم تجفيف حصائر الفطر الناضجة للحفاظ على شكلها ثم إعادة ترطيبها لاستعادة الموصلية. تم توصيل مجسات كهربائية بأجزاء مختلفة من الفطر، مما كشف عن خصائص كهربائية مميزة وكيف يؤثر الهيكل الداخلي على التدفق الكهربائي.

عند ترددات محددة، أظهر الفطر منحنيات تلاكؤ، وهو مؤشر كلاسيكي لحلقات الذاكرة، مما يؤكد إمكاناته كأجهزة مقاومة ذاكرة. كان أداء الأجهزة مثاليًا عند الترددات المنخفضة (حوالي 10 هرتز)، مما سمح بتغييرات مقاومة يمكن التنبؤ بها والتي يمكن للعلماء استخدامها "لكتابة" و "مسح" حالات الذاكرة. ربط أقراص الفطر المتعددة عزز أداءها المشترك، على غرار كيفية تقوية الشبكات العصبية مع الاستخدام المتكرر.

المرونة والاستدامة

بالإضافة إلى قدراتها الحاسوبية، يحتوي فطر شيتاكي على مركب يسمى لينتينان، والذي يحمي الخلايا من الإجهاد التأكسدي. هذه المرونة ضد الإشعاع وتقلبات درجات الحرارة والأشعة فوق البنفسجية تجعل الدوائر الفطرية ذات قيمة محتملة لتطبيقات الفضاء حيث تفشل الإلكترونيات التقليدية غالبًا.

تتوافق هذه الأبحاث مع الوعي المجتمعي المتزايد بالحماية البيئية. يمكن زراعة الإلكترونيات الفطرية بدلاً من تعدينها، وهي قابلة للتحلل، وتستهلك طاقة أقل، ويمكن إحياؤها عن طريق الترطيب البسيط. يمكن لهذا المستوى من الاستدامة أن يغير تصنيع أجهزة الكمبيوتر بشكل جذري، مما يجعل التكنولوجيا أقل ضررًا للكوكب مع تعزيز كفاءة الطاقة.

مستقبل الحوسبة الفطرية

يتصور الباحثون أنظمة حوسبة فطرية يمكن أن تتوسع من الأجهزة القابلة للارتداء الصغيرة إلى الحوسبة الطرفية واسعة النطاق أو معدات الأقمار الصناعية. تشير بساطة الزراعة والاختبار إلى أن التجارب المستقبلية يمكن إجراؤها بأقل الموارد. يمكن أن يؤدي هذا النهج إلى آلات ذات دوائر تنمو بشكل طبيعي، وتخزن الذكريات من خلال شبكات حية بدلاً من أسلاك السيليكون، مما قد يجعل الفطر المتواضع هو جوهر أجهزة الكمبيوتر المستقبلية المستدامة الشبيهة بالدماغ.

2025-09-28 03:37:02

الروبوتات الشبيهة بالبشر تدشن عصرًا جديدًا في بناء السفن، معززة الكفاءة والسلامة

يتم دمج الروبوتات الشبيهة بالبشر في أحواض بناء السفن لتعزيز السلامة والكفاءة، مما يمثل تقدمًا تكنولوجيًا كبيرًا في الصناعة البحرية. تعرف على المزيد حول هذا التعاون وتداعياته.