Mantarların karmaşık biyolojik ağları, bilim insanlarının uzun süredir ilgisini çekiyordu. Ohio State Üniversitesi'nden bir araştırma ekibi, bu biyolojik sistemlerin, elektriksel aktivitenin hafızasını tutan cihazlar olan ‘memristörler’ oluşturmak için kullanılabileceğini keşfetti. Bu buluş, biyoloji ve bilişimi birleştiren biyoelektronik alanında önemli bir ilerleme kaydediyor.
DOĞAL SİSTEM KULLANILDI
Araştırmacılar, halihazırda geleneksel silikon çiplerde kullanılan memristörlerin organik bir eşdeğerini arıyordu. Araştırmacılara göre, mantar yapıları (miselyum), elektrik sinyallerinin iletilmesi ve depolanması için doğal bir ortam sağlıyor.
Shiitake ve düğme mantarları gibi yaygın türlerin kontrollü koşullar altında yetiştirilip kurutulmasıyla gerçekleştirilen deneyde, elektrotlar mantar dokusunun farklı bölgelerine yerleştirildi. Elde edilen ölçümler, mantar devrelerinin saniyede 5.850 defaya kadar elektriksel durumlar arasında geçiş yapabildiğini ve geçici bilgisayar belleği olarak kullanıldığında yaklaşık yüzde 90 sinyal tutma oranına ulaştığını gösterdi.
DÜŞÜK GÜÇ AVANTAJI
Çalışmanın başyazarı John LaRocco, sonuçların mantar materyallerinin sürekli güç gerektirmeden belirli sinirsel aktivite modellerini taklit edebileceğini gösterdiğini belirtti. LaRocco, bu düşük güç potansiyelinin, hesaplama verimliliği ve enerji tüketimi açısından belirgin faydaları olabileceğini ifade etti.
Araştırmacılar, birden fazla mantar örneğini birbirine bağlayarak performansı artırmayı başardı ve bu yolla sinir yollarını andıran ağ sistemleri oluşturuldu. Elektrik ve bilgisayar mühendisliği doçenti ve ortak yazar Qudsia Tahmina, sonuçların doğal sistemlerin alternatif bilgi işlem modellerine nasıl ilham verebileceğini net bir şekilde gösterdiğini aktardı.
SİLİKON’A ALTERNATİF
Ohio State Üniversitesi'nin çalışması, biyolojik yetiştirmeyi yarı iletken tasarım prensipleriyle birleştirerek bu alanda ilerleme kaydediyor. Mantar memristörleri, geleneksel çiplerin aksine üretimde nadir toprak metalleri veya yoğun enerji kullanımı gerektirmiyor.
Bu organik yapı, aynı zamanda biyolojik olarak parçalanabilir bir elektronik atık çözümü sunuyor ve teknoloji üretiminin çevresel maliyeti konusundaki endişelerin arttığı bir dönemde büyük ilgi görüyor. Olası kullanım alanları arasında uç bilişim sistemleri, havacılık sensörleri, giyilebilir teknolojiler ve uyarlanabilir elektronik bileşenler bulunuyor.
ÖLÇEKLENDİRME GEREKİYOR
Araştırmacılar, bu sistemlerin silikon yarı iletkenlerin hızına ve dayanıklılığına ulaşabilmesi için önemli mühendislik çalışmalarına ihtiyaç duyulduğunu vurguladı. Gelecekteki gelişmelerin, daha homojen elektriksel davranış elde etmek için yetiştirme tekniklerinin iyileştirilmesine ve teknolojinin mikroskobik boyutlara ölçeklendirilmesine bağlı olacağını belirttiler. LaRocco, mantar hesaplamalarının küçük ölçekli laboratuvar elektroniğinden endüstriyel biyofabrikasyon süreçlerine kadar çeşitli şekillerde uygulanabileceğini açıkladı.
