Computerchip af honning efterligner din hjerne

Forskerhold har udviklet en bionedbrydelig computerchip lavet af honning, der efterligner den menneskelige hjerne og vil gøre computere både hurtigere og billigere i strøm.

Forskerhold har udviklet en bionedbrydelig computerchip lavet af honning, der efterligner den menneskelige hjerne og vil gøre computere både hurtigere og billigere i strøm.

Shutterstock / Subbotina Anna

Computere, der efterligner den menneskelige hjerne, neuromorfe computere, er fremtidens computere.

Der dog et problem. De skal bruge mange chips, som ofte er lavet af ikke-bionedbrydelige materialer som silicium og silikone. Det er energikrævende og skidt for miljøet.

Løsningen findes imidlertid allerede i naturen, viser nye forsøg - overraskende nok i form af honning.

Emulerer din hjernes neuroner

Neuromorfe computere er designet til at efterligne de neuroner og synapser, vi har i den menneskelige hjerne.

Modsat vores traditionelle computere, er neuromorfe computere både hurtigere og langt mere energivenlige.

For eksempel bruger supercomputeren Fugaku i Japan op mod 28 megawatt (godt 28 millioner watt) for at køre, hvorimod menneskehjernen bruger mellem 10 og 20 watt.

Et forskerhold fra Washington State University kan gøre disse computere mere bæredygtige, ved at lave memristorer ud af honning.

Når vi ønsker at bortskaffe enheder, der bruger computerchips lavet af honning, kan vi nemt opløse dem i vand. Dr. Feng Zhao, Washington State University

En memristor - ordet er sammensat af memory og resistor, altså hukommelse og modstand - er et kredsløbselement indenfor elektronikken, der minder om en transistor.

Men i modsætning til transistoren regulerer memristoren ikke bare strømmen. Den gemmer også gemmer data i sin hukommelse i form af en variabel modstand.

”Dette er en meget lille enhed med en simpel struktur, men den har mange lignende funktioner som et menneskeligt neuron,” fortæller Feng Zhao, der leder undersøgelsen, på universitetets hjemmeside.

”Det betyder, at hvis vi kan integrere millioner eller milliarder af disse honning-memristorer sammen, kan de omdannes til et neuromorfisk system, der fungerer meget lig en menneskelig hjerne.”

Computerne endnu langt efter

For at lave disse honning-memristorer har Zhao og hans hold omdannet honning til fast form, for derefter at klemme den faste honning mellem to metalelektroder, hvilket danner en struktur, der ligner en menneskelig synapse.

Lige nu er de på størrelse med et menneskehår, men målet er, at de bliver godt 1/1000 af et menneskehår.

Bagefter testede de honning-memresistorernes ydeevne ved at efterligne synapserne i hjernen ved høje tænd- og slukkehastigheder på henholdsvis 100 og 500 nanosekunder.

Memristorerne efterlignede også nogle synapsefunktioner, som påvirker læringsprocessor i den menneskelige hjerne og lagring af ny information i neuronerne.

I 2021 sendte Intel den neuromorfiske chip, Loihi 2, på markedet. Loihi 2 kan simulere 1 million neuroner. Den menneskelige hjerne har flere end 100 milliarder.

© Intel

Den menneskelige hjerne har mere end 100 milliarder neuroner, der både kan behandle og lagre data med mere end 1.000 billioner synapser.

Der findes i dag neuromorfe chips, som svarer til mere end 100 millioner neuroner per chip, og det er meget langt fra de 100 milliarder, som hjernen råder over.

Nedbrydes let i en spand vand

Derfor skal der produceres rigtig mange memristorer, som lige nu fremstilles af ikke-fornyelige og giftige materialer. Men det skal honning-komponenterne lave om på.

Foruden at være nedbrydelig kan honning også modstå den varme, som genereres i neuromorfe computere. Og så har honningen også andre fordele.

”Den har en meget lav fugtkoncentration, så bakterier kan ikke overleve i den. Det betyder, at disse computerchips vil være meget stabile og pålidelige i meget lang tid,” fortæller Zhao og fortsætter:

"Når vi ønsker at bortskaffe enheder, der bruger computerchips lavet af honning, kan vi nemt opløse dem i vand."