Zukünftige Computerchips könnten aus Honig hergestellt werden
Laut Forschern der Washington State University (WSU) könnte die Zukunft neuromorpher Computerchips in … Honig liegen.
An der Studie beteiligte Wissenschaftler behaupten, dass diese Technologie den Weg für nachhaltige, biologisch abbaubare und überwältigend schnelle Computer ebnen könnte.
Honig ist kaum das erste, was einem in den Sinn kommt, wenn man sich einen Computerchip vorstellt, aber WSU-Ingenieure glauben, dass er der Schlüssel sein könnte, um Computer umweltfreundlicher zu machen, während er gleichzeitig leistungsfähig genug ist, um die Funktionsweise eines menschlichen Gehirns nachzuahmen. Diese Form des Rechnens, mit der simuliert wird, wie die Neuronen in unserem Gehirn funktionieren, wird als neuromorph bezeichnet.
Obwohl viele von uns beeindruckt sein mögen, wie fortschrittlich Computer heutzutage sind (lassen Sie diese neue, auf Honig basierende Entdeckung der Beweis dafür sein), sind unsere eigenen Gehirne noch viel beeindruckender. Aus diesem Grund wird neuromorphes Computing manchmal als die Zukunft der Technologie angesehen – weil das menschliche Gehirn das, was es sieht, immer noch auf eine Weise verarbeiten, analysieren und sich daran anpassen kann, wie es ein Computer nicht kann. Während Computer enorme Datenmengen viel schneller verarbeiten können als ein Mensch, behalten wir immer noch die Oberhand, wenn es darum geht, Probleme kreativ anzugehen.
Neuromorphes Computing soll als Brücke zwischen dem menschlichen Gehirn und der Technologie dienen und autonome Systeme ermöglichen, die etwas simulieren können, das der menschlichen Wahrnehmung nahe kommt. Solche Systeme sollen viel schneller und weniger stromhungrig sein als selbst die besten derzeit erhältlichen PCs . Nun scheint es, dass Honig dazu beitragen könnte, diese futuristischen Geräte viel nachhaltiger für unseren Planeten zu machen.
Den Ingenieuren der WSU gelang es, einen funktionierenden Memristor aus Honig herzustellen. Ein Memristor ist eine Transistor-ähnliche Komponente und kann Daten sowohl verarbeiten als auch speichern, ähnlich wie ein menschliches Gehirn es kann. Diese Geräte sind winzig klein – im Fall dieser Studie war der Memristor so breit wie ein menschliches Haar, aber er muss viel kleiner gemacht werden, um seinen beabsichtigten Zweck in der Zukunft zu erfüllen.
Die Zielgröße wird etwa 1/1000 eines menschlichen Haares betragen, was bedeutet, dass diese Memristoren im Nanomaßstab entwickelt werden müssen. Dies liegt daran, dass Millionen, wenn nicht Milliarden von Memristoren zum Aufbau eines vollständigen, funktionierenden, hochleistungsfähigen neuromorphen Computersystems verwendet werden. Zum Vergleich: Das menschliche Gehirn hat über 100 Milliarden Neuronen oder über 1.000 Billionen Synapsen.
Feng Zhao, außerordentlicher Professor an der School of Engineering and Computer Science der Washington State University, war zusammen mit einem Doktoranden, Brandon Sueoka, Co-Autor der Studie. Zhao verglich den aus Honig hergestellten Memristor mit einem menschlichen Neuron und erklärte, dass er sehr ähnliche Funktionalitäten habe, während er eine sehr kleine Größe behalte.
Um den gewünschten Effekt zu erzielen, verwendeten die Wissenschaftler echten Honig. Sie verarbeiteten es zu einer festen Form, die dann zwischen zwei Metallelektroden platziert wurde – eine Simulation einer menschlichen Synapse. Durch Forschung konnten sie entdecken, dass der Honig-Memristor erfolgreich die Funktionsweise menschlicher Synapsen nachahmt. Dies wurde anhand der Fähigkeit des Geräts gemessen, sich mit einer Geschwindigkeit ähnlich dem menschlichen Gehirn – zwischen 100 und 500 Nanosekunden – schnell ein- und auszuschalten.
Es scheint definitiv, dass Honig-Memristoren in Bezug auf die Leistung beim neuromorphen Rechnen vielversprechend sein könnten, aber sie haben einen weiteren offensichtlichen Vorteil – sie sind vollständig biologisch abbaubar. Während das Team auch die Verwendung anderer organischer Materialien wie Proteine und Zucker untersucht hat, scheint Honig bisher der Gewinner zu sein.
„Honig verdirbt nicht. Es hat eine sehr geringe Feuchtigkeitskonzentration, so dass Bakterien darin nicht überleben können. Das bedeutet, dass diese Computerchips sehr lange sehr stabil und zuverlässig sein werden“, sagte Feng Zhao. „Wenn wir Geräte mit Computerchips aus Honig entsorgen wollen, können wir diese einfach in Wasser auflösen. Aufgrund dieser besonderen Eigenschaften ist Honig sehr nützlich, um erneuerbare und biologisch abbaubare neuromorphe Systeme zu schaffen.“
Das Team veröffentlichte seine Ergebnisse in einer Ausgabe des Journal of Physics D: Applied Physics. Natürlich haben die Forscher noch einen langen Weg vor sich, bevor sie diese Technologie auch nur annähernd so implementieren, dass sie von der gesamten Industrie genutzt werden könnte. Die ersten entscheidenden Schritte sind jedoch bereits gemacht. Wenn Sie Ihrem Tee das nächste Mal einen Löffel Honig hinzufügen, bedenken Sie, dass Sie eines Tages (wohlgemerkt in einer fernen Zukunft) einen Computer verwenden könnten, der mit genau dieser Substanz läuft.