Geleneksel bilgisayarların kapasite, performans ve enerji sınırlarına dayandığı günümüzde, bilim insanları nöromorfik donanım geliştirerek bu sorunlara çözüm arıyor. Ancak, beyin benzeri verimli bilgisayarlar hayalini kuran araştırmacılar, nadir bulunan toprak metallerinin tedarikindeki zorluklar ve pahalı üretim süreçleriyle karşılaşıyor. İşte bu noktada, Teknoscope olarak biz de bu gelişmeyi yakından takip ediyoruz.
Amerika Birleşik Devletleri'ndeki bir üniversitede görev yapan bilim insanları, bu zorlukların üstesinden gelmek için şaşırtıcı bir alternatif sundu: Mantar gücüyle çalışan bilgisayar. Shiitake (Kore mantarı) mantarının miselyum ağlarını kullanarak 'fungal computing' yani mantar tabanlı hesaplama yeteneğini başarıyla gösterdiler. Dahası, bu mantarlardan elde edilen memristörlerin (bellek direncine sahip bileşenler) dehidratasyon ve radyasyona karşı dirençli olduğu ortaya çıktı.
Beyin Gibi Hesaplama Mümkün Mü?
Nöromorfik hesaplama, milyarlarca yıllık evrimsel süreçte gelişen beynin işleyişini taklit ederek daha verimli, uyarlanabilir ve paralel bir hesaplama mimarisi oluşturmayı hedefliyor. Bu tür bir mimarinin, beyinle aynı verimlilik, uyum sağlama yeteneği ve paralel işlem gücüne sahip olması bekleniyor.
Beyin benzeri nöromorfik mimariler için memristörler oldukça uygun görülüyor. Bu araştırmacılar, memristörlerin benzersiz elektriksel özelliklerini ve 'sinirsel işlevleri taklit etme yeteneklerini' övüyor. Bu sayede memristörler, 'verimli ve kendi kendine uyum sağlayan yerinde öğrenme' yeteneği kazanabiliyor. Bu tür yetenekler, memristörleri robotlar ve otonom araçlar gibi uygulamalar için ideal bir aday haline getiriyor.
Memristörlerin çekiciliğini artıran bir diğer faktör ise düşük güç tüketimi ve 'bellek ile işlem yeteneklerini tek bir cihaza entegre etme avantajı'.
Shiitake Mantarı Yenilikçi Bir Alternatif
Mantar tabanlı elektroniklerin memristör teknolojisiyle nasıl birleştiğine gelince, bilim insanları shiitake mantarının miselyumunun, nadir toprak metalleri içeren ve üretimi maliyetli memristörlere sürdürülebilir, düşük maliyetli ve biyolojik olarak parçalanabilir bir alternatif sunduğunu vurguluyor. Özellikle bu mantar türünün, 'nöronal ateşlemeye benzer' uyarlanabilir elektriksel sinyal iletimi sağladığı iddia ediliyor.
Yöntemler ve Testler
Bu mantarlar yetiştirildikten sonra, bilim insanları shiitake mantarlarını kurutup tekrar nemlendirerek, aşırı nem eklemeden tutarlı bir iletkenlik seviyesi elde ettiler. Ardından, bu mantarların memristif özellikleri laboratuvar ortamında test edildi ve doğrulandı.
Çeşitli voltajlar, dalga biçimleri ve frekanslarda yapılan testlerde, shiitake miselyum memristörlerinin değeri net bir şekilde ortaya kondu. En dikkat çekici bulgu, 'RAM olarak kullanıldığında, mantar memristörümüzün yüzde 90 ± 1'lik bir doğrulukla 5.850 Hz'e kadar çalışabildiği' yönünde oldu.
Potansiyel Uygulamalar
Bu mantarlardan elde edilen memristörlerin, uç bilişim (edge computing), havacılık ve gömülü firmware uygulamalarında potansiyel sunduğu belirtiliyor. Bu alanlarda, düşük enerji tüketimi, hafiflik ve radyasyon direnci gibi özellikler önemli avantajlar sağlayabilir. Ayrıca, bu memristörlerin biyoelektroniği ve geleneksel olmayan hesaplama yöntemlerini birleştirerek yeşil bilişim alanındaki katkıları da göz ardı edilmemeli.
