Bilgisayar sanayisi onlarca yıldır silikon tabanlı yarı iletkenler üzerine inşa edilmiş durumda. Bu teknolojiler yüksek performans sunsa da sürdürülebilirlik açısından ülküden uzaklar. Bu yüzden araştırmacılar daima yeni materyaller ve yeni bilişim modelleri test etmeye devam ediyor. Bu arayış kapsamında Ohio Eyalet Üniversitesi’nde ilgi alımlı bir proje ortaya çıkmış durumda. Bilim-kurgu sinemalarından fırlamış üzere görünen bu çalışmada araştırmacılar, mantarları kullanarak bilgisayar bellekleri geliştirmeyi başardılar.
MANTARDAN BİLGİSAYAR TEKNOLOJİLERİNE ALTERNATİF ÇÖZÜM
Donanımhaber’de yer alana nazaran Ohio Eyalet Üniversitesi araştırmacıları, yayımladıkları yeni çalışmada sıradan şitaki (shiitake) mantarlarını çalışan birer organik memristöre (hafıza tutabilen devreye) dönüştürmenin mümkün olduğunu ortaya koydu. Araştırma takımı, mantarların bilgisayar teknolojilerinde hem sürdürülebilir hem de ekonomik bir alternatif olarak kullanılabileceğini öne sürüyor. Araştırma takımının başındaki bilim insanı John LaRocco, şitaki mantarlarından üretilen devrelerin elektriksel geçmişi “hatırlayabildiğini”, böylelikle bilgi depolama ve sinyal sürece vazifelerini tıpkı klasik bellek üniteleri üzere yerine getirebildiğini söylüyor. Şitaki mantarının iç yapısı kurutulup elektrotlarla birleştirildiğinde, hiçbir sentetik süreç gerektirmeksizin doğal bir memristör üzere davranabiliyor.
Memristörler, uygulanan akıma nazaran direncini kalıcı olarak değiştirebilen devre bileşenleri olarak biliniyor. Bu özellikleri sayesinde sadece bilgi depolamakla kalmıyor; birebir vakitte insan beynindeki sinaptik ilişkilere emsal formda çalışarak yapay hudut ağları oluşturabiliyor. Ne var ki bu ünitelerin hem üretim maliyetleri hem de çevresel tesirleri yüksek. Ohio grubunun elde ettiği sonuçların asıl kıymeti de burada ortaya çıkıyor:
Araştırma kapsamında geliştirilen mantar tabanlı bellek bileşenleri, saniyede 5.850 anahtarlama suratına (Hz) ulaşarak yaklaşık yüzde 90 doğruluk oranı sergiledi. Elde edilen bu performans günümüzün silikon tabanlı donanımlarıyla rekabet edebilecek seviyede olmasa da bilhassa düşük güçlü sistemler için son derece dikkat cazibeli. LaRocco’ya nazaran bu çeşit organik devreler, neredeyse hiç bekleme gücü tüketmeden sinyalleri koruyabildiği için güç verimliliği açısından büyük bir potansiyel taşıyor: “Gerçek nöral aktiviteyi taklit eden bellek bileşenleri geliştirebildiğimizde, sistem kullanılmıyorken güç harcamak zorunda değiliz. Bu hem ekonomik, hem de hesaplama açısından büyük bir avantaj sağlayabilir.”
RADYASYON DİRENCİ YÜKSEK MANTARLAR, UZAY PROJELERİ İÇİN KULLANIŞLI BİR ALTERNATİF SUNABİLİR
Araştırmacılar, çalışmada sadece şitaki değil, farklı mantar çeşitlerini de inceledi. Mantarın farklı dokularının farklı elektriksel özellikler sergilemesi sayesinde, elektrot yerleşimi optimize edildiğinde daha stabil sonuçlar elde edildiği bildirildi. Dahası, yüksek frekanslarda performans azaldığında birden fazla mantarın paralel bağlanmasıyla sistem kararlılığının yine sağlanabildiği gözlemlendi. Bu davranışın, beynin farklı nöron kümelerini devreye alarak sinyal bütünlüğünü muhafazasına misal bir biyolojik mantık taşıdığı tabir ediliyor.
Gelecek uygulamalar göz önüne alındığında araştırmacılar, küçük ölçekli mantar devrelerinin giyilebilir aygıtlar, otonom sistemler ve uç (edge) bilişim altyapılarında kullanılabileceğini; daha büyük biyolojik devre ağlarının ise uzay teknolojilerinde bile rol oynayabileceğini düşünüyor. Şitaki mantarlarının yüksek radyasyon direncine sahip olması, bu ihtimali daha da güçlendiriyor. Araştırma grubu, konseptin ölçeklenebilir olduğunu ve hobi için yapılmış küçük bir düzenekten dev kültür tesislerine kadar farklı maliyet düzeylerinde uygulanabileceğini de belirtiyor.
Her ne kadar teknoloji şimdi çok erken evrede olsa da çalışma, biyolojik materyallerin bilişim altyapılarında kullanılmasının artık teoriden çıkıp mühendislik pratiğine dönüşmeye başladığını göstermesi açısından kıymetli. Organik memristörler, silikonun karar sürdüğü teknoloji dünyasında farklı bir alternatif ortaya koyuyor. Bu üslup çalışmalar, bilişim dünyasında daha yenilikçi ve daha sürdürülebilir yaklaşımların ortaya çıkmasının önünü açabilir.
