Selon des chercheurs, les champignons pourraient remplacer certains semi-conducteurs polluants

Tatyana Woodall

Les circuits organiques neuronaux permettent de réduire les coûts énergétiques et d’accélérer les calculs

Selon une nouvelle étude, les réseaux fongiques pourraient constituer une alternative prometteuse aux minuscules dispositifs métalliques utilisés pour traiter et stocker les mémoires numériques et autres données informatiques. Les champignons sont depuis longtemps reconnus pour leur résistance extrême et leurs propriétés uniques. Leurs capacités innées en font des spécimens parfaits pour la bioélectronique, un domaine émergent qui…

Selon une nouvelle étude, les réseaux fongiques pourraient constituer une alternative prometteuse aux minuscules dispositifs métalliques utilisés pour traiter et stocker les mémoires numériques et autres données informatiques.

Les champignons sont depuis longtemps reconnus pour leur résistance extrême et leurs propriétés uniques. Leurs capacités innées en font des spécimens parfaits pour la bioélectronique, un domaine émergent qui, pour l’informatique de nouvelle génération, pourrait contribuer à développer de nouveaux matériaux passionnants.

À titre d’exemple, des chercheurs de l’Université d’État de l’Ohio ont récemment découvert que des champignons comestibles courants, comme les shiitakés, peuvent être cultivés et entraînés pour agir comme des mémristeurs organiques, un type de processeur de données capable de mémoriser les états électriques passés.

Leurs conclusions ont montré que ces dispositifs à base de shiitake non seulement présentaient des effets de mémoire reproductibles similaires à ceux des puces à semi-conducteurs, mais qu’ils pouvaient également être utilisés pour créer d’autres types de composants informatiques à faible coût, respectueux de l’environnement et inspirés par le cerveau.

« Pouvoir développer des micro-puces qui imitent l’activité neuronale réelle signifie que vous n’avez pas besoin de beaucoup d’énergie en veille ou lorsque la machine n’est pas utilisée », a déclaré John LaRocco, auteur principal de l’étude et chercheur en psychiatrie au Collège de médecine de l’État de l’Ohio. « C’est quelque chose qui peut représenter un énorme avantage potentiel, tant sur le plan informatique qu’économique. »

Les systèmes informatiques durables, a déclaré LaRocco. En effet, elle minimise les déchets électriques en étant biodégradable et moins coûteuse à fabriquer que les mémristeurs et semi-conducteurs conventionnels, qui nécessitent souvent des minéraux de terres rares coûteux et de grandes quantités d’énergie provenant des centres de données

« Le mycélium en tant que substrat informatique a déjà été exploré dans des configurations moins intuitives, mais notre travail tente de pousser l’un de ces systèmes mémristifs à ses limites », a-t-il déclaré.

« Nous connections des fils électriques et des sondes à différents points des champignons car différentes parties de ceux-ci ont des propriétés électriques distinctes », a expliqué LaRocco. « Selon la tension et la connectivité, nous observions des performances différentes. »

Après deux mois, l’équipe a découvert que, utilisé comme RAM – la mémoire informatique qui stocke les données –, leur mémristeur à champignon était capable de basculer entre les états électriques à jusqu’à 5 850 signaux par seconde, avec une précision d’environ 90 %. Cependant, les performances diminuaient avec l’augmentation de la fréquence des tensions électriques, mais, à l’instar d’un véritable cerveau, cela pouvait être corrigé en connectant davantage de champignons au circuit.

Globalement, leurs recherches détaillent à quel point il est étonnamment facile de programmer et de préserver les champignons pour qu’ils se comportent de manière inattendue et utile, a déclaré Qudsia Tahmina, co-auteure de l’étude et professeure associée en génie électrique et informatique à l’État de l’Ohio.De plus, c’est un exemple de la façon dont la technologie peut progresser lorsqu’elle s’appuie sur le monde naturel.

« La société est de plus en plus consciente de la nécessité de protéger notre environnement et de veiller à le préserver pour les générations futures », a déclaré Tahmina. « Cela pourrait donc être l’un des facteurs moteurs derrière de nouvelles idées respectueuses de l’environnement comme celles-ci. »

S’appuyer sur la flexibilité offerte par les champignons suggère également qu’il existe des possibilités pour intensifier l’informatique fongique, a déclaré Tahmina. Par exemple, des systèmes de champignons plus grands pourraient être utiles dans l’informatique en périphérie et l’exploration aérospatiale ; les plus petits pourraient améliorer les performances des systèmes autonomes et des dispositifs portables.

Les mémristeurs organiques en sont encore à un stade de développement précoce, mais des travaux futurs pourraient optimiser le processus de production en améliorant les techniques de culture et en miniaturisant les dispositifs, car les mémristeurs fongiques viables devraient être bien plus petits que ce que les chercheurs ont réalisé dans ce travail.

« Tout ce dont vous auriez besoin pour commencer à explorer les champignons et l’informatique pourrait être aussi petit qu’un tas de compost et de l’électronique maison, ou aussi grand qu’une usine de culture avec des modèles préfabriqués », a conclu LaRocco. « Tous sont réalisables avec les ressources dont nous disposons actuellement. »

Les autres co-auteurs de l’État de l’Ohio incluent Ruben Petreaca, John Simonis et Justin Hill. Cette étude a été soutenue par le Honda Research Institute.

Source : OSU