Bạn có tin không, nấm hương ngon lành đang nằm trong tủ lạnh nhà bạn giờ có thể trở thành linh kiện máy tính? Nghe như truyện khoa học viễn tưởng nhưng các nhà khoa học Mỹ đã làm được rồi đó!
Từ hàng thập kỷ nay, máy tính toàn cầu đều chạy bằng chip silicon — vật liệu kinh điển nhưng đắt đỏ và không thân thiện với môi trường chút nào. Nhưng giờ đây, khi nhu cầu sức mạnh tính toán tăng vọt và trái đất đang kêu cứu, các nhà khoa học quyết định "nghía" sang thiên nhiên tìm giải pháp. Và boom, họ tìm ra nấm!
Một nghiên cứu siêu đỉnh vừa được đăng trên tạp chí PLOS One đã chứng minh: nấm - loài sinh vật khiêm tốn trong rừng - có thể là game changer cho thế hệ máy tính tương lai đó nha!
Từ nguyên liệu nấu ăn đến linh kiện công nghệ cao
Hội nghiên cứu tại Đại học Bang Ohio (Mỹ) đã làm một thí nghiệm nghe "điên khùng" vãi: biến nấm hương (shiitake) và nấm mỡ - mấy thứ toàn thấy trong siêu thị - thành linh kiện điện tử xịn sò. Cụ thể là họ chứng minh được nấm có thể hoạt động như "memristor" hữu cơ.
Memristor là gì? Nói nôm na, đây là loại linh kiện điện tử có "trí nhớ", nhớ được mọi tín hiệu điện đã đi qua ngay cả khi tắt nguồn. Nghe xịn không? Đây chính là thành phần cốt lõi để xây dựng hệ thống lưu trữ và xử lý thông tin đó!
Quy trình chế tạo "chip nấm" này khá ez: trồng nấm hương và nấm mỡ, đợi chúng lớn xong thì sấy khô để cấu trúc ổn định lâu dài. Sau đó gắn các đầu dò và dây dẫn vào từng điểm khác nhau trên thân nấm để tạo thành mạch điện. Và tadaa, xong!
John LaRocco, tác giả chính của nghiên cứu, giải thích: "Chúng tôi kết nối dây điện tại các điểm khác nhau vì mỗi phần của cây nấm có đặc tính điện học riêng biệt. Tùy thuộc vào điện áp và cách kết nối, chúng tôi nhận được các hiệu suất hoạt động khác nhau".
"Bộ não nấm" hoạt động xịn sò không ngờ
Sau 2 tháng thử nghiệm, kết quả thu về khiến giới khoa học phải ngỡ ngàng. Khi dùng như RAM (bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên), các memristor làm từ nấm có thể chuyển đổi trạng thái điện với tốc độ lên đến 5.850 tín hiệu mỗi giây! Độ chính xác đạt khoảng 90% luôn - siêu khủng cho một vật liệu hữu cơ!
Phần hay ho nhất là cơ chế hoạt động của hệ thống này giống... bộ não người ta y chang! Khi tần số điện áp tăng quá cao thì hiệu suất nấm giảm. Nhưng chill thôi, giống như các nơ-ron thần kinh liên kết với nhau, các nhà khoa học chỉ cần kết nối thêm nhiều nấm vào mạch điện là fix được ngay. Easy peasy!
"Khả năng phát triển các vi mạch mô phỏng hoạt động thần kinh thực tế đồng nghĩa với việc thiết bị không tiêu tốn nhiều năng lượng ở chế độ chờ. Đó là một lợi thế kinh tế và tính toán khổng lồ", LaRocco nhận định.
Giải pháp xanh cho hành tinh đang "kêu cứu"
Máy tính nấm không chỉ là một bước tiến về kỹ thuật mà còn là giải pháp cứu cánh cho môi trường nè! Hiện tại ngành công nghiệp bán dẫn đang phụ thuộc nặng vào khoáng sản đất hiếm - nguồn tài nguyên khan hiếm và khai thác cực kỳ gây ô nhiễm. Rác thải điện tử từ chip silicon hỏng cũng đang là gánh nặng cho cả thế giới.
Nhưng nấm thì khác! Chúng phân hủy sinh học 100%, dễ trồng, rẻ bèo và không cần nhà máy tỷ đô hay trung tâm dữ liệu ngốn điện như quái vật để sản xuất. Sustainable vãi chưởng!
Qudsia Tahmina, phó giáo sư kỹ thuật điện và máy tính tại Đại học Bang Ohio, đồng tác giả nghiên cứu, nhấn mạnh: "Xã hội ngày càng nhận thức rõ về nhu cầu bảo vệ môi trường. Đó chính là động lực thúc đẩy những ý tưởng thân thiện sinh học như thế này. Công nghệ hoàn toàn có thể tiến bộ vượt bậc khi dựa vào thế giới tự nhiên".
Tương lai của máy tính nấm sẽ ra sao?
Dù kết quả ban đầu rất promising, các nhà nghiên cứu cũng thừa nhận công nghệ này vẫn còn non trẻ lắm. Thách thức lớn nhất hiện giờ là kích thước. Để thương mại hóa và thay thế chip silicon trong các thiết bị hiện đại, memristor nấm cần phải được thu nhỏ lại gấp nhiều lần mới được.
Tuy nhiên, tiềm năng ứng dụng thì vô biên luôn! Hệ thống nấm quy mô lớn có thể được dùng trong điện toán biên (edge computing) hoặc thám hiểm vũ trụ - nơi việc tự sản xuất và tái chế linh kiện là yếu tố sống còn. Các phiên bản mini hơn thì có thể nhét vào smartwatch hoặc hệ thống tự lái. Tưởng tượng xem!
John LaRocco kết luận siêu lạc quan: "Mọi thứ bạn cần để bắt đầu khám phá máy tính nấm có thể chỉ nhỏ gọn như một đống phân ủ sau vườn với vài linh kiện tự chế, hoặc lớn như một nhà máy nuôi cấy quy mô công nghiệp. Tất cả đều khả thi với những nguồn lực chúng ta đang có ngay trước mắt".
Nguồn: genk.vn