Datamaskiner som etterligner den menneskelige hjernen, nevromorfe datamaskiner, er framtiden.
Det er imidlertid et problem. De må bruke mange brikker som ofte er lagd av ikke-nedbrytbare materialer som silisium. Det er energikrevende og skadelig for miljøet.
Løsningen finnes imidlertid allerede i naturen, viser nye forsøk – overraskende nok i form av honning.
Etterligner hjerneceller
Nevromorfe datamaskiner er bygd for å etterligne de nevronene og synapsene vi har i den menneskelige hjernen.
De er både raskere og mer energigjerrige enn tradisjonelle datamaskiner.
For eksempel trenger superdatamaskinen Fugaku i Japan opp mot 28 megawatt (om lag 28 millioner watt), mens menneskehjernen bruker mellom ti og tjue watt.
En forskergruppe ved Washington State-universitetet kan gjøre disse datamaskinene mer bærekraftige ved å lage memristorer av honning.
Når vi vil kvitte oss med enheter som bruker databrikker lagd av honning, kan vi lett løse dem opp i vann. Dr. Feng Zhao, Washington State-universitetet
En memristor – ordet er satt sammen av memory og resistor, altså hukommelse og motstand – er et kretsløpselement innen elektronikken som minner om en transistor.
Men i motsetning til transistoren regulerer ikke memristoren bare strømmen. Den lagrer også data i form av en variabel motstand.
«Dette er en veldig liten enhet med en enkel struktur, men den har mange lignende funksjoner som et menneskelig nevron», sier Feng Zhao, som leder studien, på universitetets hjemmeside.
«Det betyr at hvis vi kan forbinde millioner eller milliarder av disse honningmemristorene med hverandre, kan de gjøres om til et nevromorft system som fungerer veldig likt en menneskelig hjerne.»
Datamaskinene fortsatt langt etter
For å lage disse honningmemristorene har Zhao og teamet hans behandlet honningen slik at den blir fast, og så klemt den mellom to metallelektroder. Da får man en oppbygning som minner om en synapse.
Akkurat nå er de på størrelse med et menneskehår, men målet er at de skal bli om lag en tusendedel av det.
Senere testet teamet honningmemristorenes evne til å etterligne synapsene i hjernen ved å skru av og på strømmen veldig raskt – med intervaller på 100 og 500 nanosekunder.
Memristorene etterlignet også noen synapsefunksjoner som påvirker læringsprosessor i den menneskelige hjernen og lagringen av ny informasjon i nevronene.
I 2021 sendte Intel den nevromorfe brikken Loihi 2 på markedet. Loihi 2 kan simulere 1 million nevroner. Den menneskelige hjernen har mer enn 100 milliarder.
Den menneskelige hjernen har mer enn hundre milliarder nevroner som både kan behandle og lagre data, med mer enn en billiard synapser.
Det finnes i dag nevromorfe databrikker som svarer til mer enn hundre millioner nevroner, og det er veldig langt fra de hundre milliardene hjernen har.
Brytes enkelt ned i en bøtte vann
Derfor må det produseres veldig mange memristorer som akkurat nå framstilles av ikke-fornybare og giftige materialer. Men det skal honningkomponentene endre på.
I tillegg til å være nedbrybar tåler også honningen den varmen som genereres i nevromorfe datamaskiner. Og honningen har enda flere fordeler.
«Den har veldig lav fuktkonsentrasjon, så bakterier kan ikke overleve i den. Det betyr at disse databrikkene vil være veldig stabile og pålitelige i veldig lang tid», forklarer Zhao.
«Når vi vil kvitte oss med enheter som bruker databrikker lagd av honning, kan vi bare løse dem opp i vann.»