Главная / Наука / Учёные спроектировали грибные компьютеры. А чего добился ты?

Учёные спроектировали грибные компьютеры. А чего добился ты?

Учёные спроектировали грибные компьютеры. А чего добился ты?  - все важные достижения науки на  News4Ever.ru

Вёшенки.

Эндрю Адамацки (Andrew Adamatzky) из лаборатории неконвенциональных вычислений (Unconventional Computing Lab) Университета Западной Англии (University of the West of England) уже давно работает над альтернативными подходами к вычислительной технике. В 2014-м году он вместе с командой лаборатории закончил работу над слизевым компьютером, но пришёл к выводу, что слизевики слишком нестабильны, и на них сложно достичь постоянства вычислений. Поэтому исследователи перешли к более устойчивым по форме материалам — теперь они сделали примитивный компьютер из грибов.

Для экспериментов они взяли обыкновенные вёшенки (Pleurotus ostreatus), так как их легко найти в коммерческом доступе, и описали электрические свойства их грибниц (мицелия). У каждого гриба между кончиком его ножки и шляпкой существует определённое электрическое напряжение, которое можно измерить, вставив в гриб электроды. Это напряжение умеренно постоянно, с непериодическими эндогенными (порождаемыми самой грибницей) колебаниями. Учёные наблюдали напряжение на грибнице из четырёх грибов. Самые большие колебания были в 0,8 мВ, время между колебаниями варьировало в пределах 20—48 минут.

Учёные спроектировали грибные компьютеры. А чего добился ты?  - все важные достижения науки на  News4Ever.ru

Далее исследователи посмотрели, как будет отвечать грибница на стимуляцию отдельных грибов. Они воздействовали на грибы определённым образом, например огнём, солью, этиловым спиртом и сахаром, в случае веществ, помещая их на шляпки грибов. На сахар грибы не реагировали, но на другие воздействия — очень даже! Но, что удивительно, через некоторое время изменяли своё напряжение и другие грибы в этой грибнице! Например, ответ незатронутого гриба на стимуляцию другого гриба огнём заключался в деполяризации в 0,02 мВ продолжительностью 6 секунд и соответствующей реполяризации через 9 секунд. Деполяризация начиналась в среднем через 3 секунды после начала воздействия. При этом на короткие стимулы (1—2 секунды) грибы не отвечали, воздействия должны были быть долгими. Амплитуда электрического ответа отличалась от гриба к грибу и, скорее всего, зависела не только от расстояния между наблюдаемым и стимулируемым грибом, но также и от положения электродов. В отличие от огня, на солевую стимуляцию «соседа» грибы реагировали более равномерно: через 12—15 секунд после нанесения соли электрический потенциал наблюдаемых грибов падал примерно на 0,2—0,8 мВ. Потенциал восстанавливался примерно через 30 секунд после окончания воздействия.

Всё это говорит о том, что внутри мицелия существует механизм передачи данных! И если взять «возбуждённый» гриб — со всплеском колебаний — за единицу, а невозбуждённый — за ноль, то можно попробовать на грибнице реализовать некоторые операторы булевой алгебры. Что авторы не преминули и сделать, но в компьютерной симуляции. Они представили мицелий с четырьмя грибами в виде графа, в котором вершинами, помимо собственно грибов, являются ещё и пересечения мицелия. Всего узлов в симуляции было 2×104, и они тем плотнее располагались, чем ближе были к фронту грибницы. И учёным удалось реализовать логическое «не» на этих четырёх грибах, подавая им на вход стимуляцию или её отсутствие, и затем, через некоторый период времени, измеряя на этих же грибах напряжение.

В итоге грибные энтузиасты пришли к выводу, что характеристики вычислений будут сильно зависеть от геометрии мицелия. Не удивительно, если мицелий — это граф, то от его структуры будут зависеть значения на разных его узлах.

Учёные спроектировали грибные компьютеры. А чего добился ты?  - все важные достижения науки на  News4Ever.ru

На изображении на примере лишайника можно увидеть, как распространяется грибница. Фронт грибницы — это где она граничит с ещё не занятой территорией, она там более насыщенного жёлтого цвета. Правда, лишайники — это не совсем грибы, а симбиоз грибов и водорослей, но занимают территорию они подобно грибницам.

Да, но зачем?

Так как грибы никогда не смогут соревноваться по производительности с полупроводниковыми компьютерами (время, за которое сигнал распространяется по мицелию измеряется секундами, а то и минутами), то зачем тогда такие эксперименты? Адамацки утверждает, что с помощью грибных компьютеров можно будет, например, собирать информацию о состоянии леса. Но это больше похоже на то, что ему нужно было как-то заполнить раздел «практическая значимость исследования» и он ничего лучше не придумал. Между тем, финансирует этот проект Horizon 2020 — программа Евросоюза по развитию научных исследований и технологий.

Адамацки ещё в 2018-м году закончил работу над этим исследованием, с тех пор у них успела открыться и закрыться вакансия в лаборатории, нужен был сотрудник в новый проект по разработке основных грибных вычислительных элементов на зарплату 30—33 тысячи фунтов в год.

Однако хайп в сети вокруг этой статьи развернулся только в последние недели 2019-го года. В частности, среди комментариев на Reddit и других сайтах встречаются такие:

«Чёткие ребята! Оказывается, в углу моей комнаты растёт компьютер».

«В противоположность чистоте, которая была нужна для построения компьютеров прошлого, новая кузница CPU — в холодном и влажном погребе».

«А автор вынес благодарность вёшенкам за сотрудничество?»

Учёные спроектировали грибные компьютеры. А чего добился ты?  - все важные достижения науки на  News4Ever.ru

Эндрю Адамацки

Учёные спроектировали грибные компьютеры. А чего добился ты? — все важные достижения науки на News4Ever.ru

Поделитесь ссылкой и ваши друзья узнают, что вы знаете ответы на все вопросы. Спасибо ツ

Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показанОбязательные для заполнения поля помечены *

*