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Zukünftige Computerchips können 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 extrem schnelle Computer ebnen könnte.

Honig ist nicht das erste, was einem in den Sinn kommt, wenn man sich einen Computerchip vorstellt, aber WSU-Ingenieure glauben, dass er der Schlüssel zu umweltfreundlicher Computernutzung sein könnte und gleichzeitig leistungsfähig genug ist, um die Funktionsweise des menschlichen Gehirns nachzuahmen. Diese Form des Rechnens, die die Arbeit von Neuronen in unserem Gehirn simulieren soll, wird als neuromorph bezeichnet.

Während viele von uns davon beeindruckt sein mögen, wie fortschrittlich Computer heutzutage sind (lassen Sie diese neue Entdeckung auf Honigbasis ein Beweis dafür sein), ist unser eigenes Gehirn noch weitaus beeindruckender. Deshalb neuromorphes Rechnen es wird 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. Obwohl Computer riesige Datenmengen viel schneller verarbeiten können als ein Mensch, behalten wir immer noch den Vorteil, wenn es um einen kreativen Umgang mit Problemen geht.

Neuromorphes Computing sollte 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 sollten viel schneller und weniger energieaufwändig sein als andere die besten Computer derzeit verfügbar. Nun scheint es, dass Honig eine Rolle dabei spielen könnte, diese futuristischen Geräte viel nachhaltiger für unseren Planeten zu machen.

Der Memristor kann Daten sowohl verarbeiten als auch speichern, ähnlich wie das menschliche Gehirn.

Ingenieuren der WSU ist es gelungen, einen funktionsfähigen Honig-Memristor zu entwickeln. Ein Memristor ist eine transistorähnliche Komponente und kann Daten sowohl verarbeiten als auch speichern, ähnlich wie das menschliche Gehirn. 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 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. Das liegt daran, dass Millionen, wenn nicht Milliarden von Memristoren verwendet werden, um ein vollständiges, funktionsfähiges, neuromorphes Hochleistungscomputersystem zu bauen. Im Vergleich dazu hat das menschliche Gehirn über 100 Milliarden Neuronen oder über 1.000 Billionen Synapsen.

Feng Zhao, außerordentlicher Professor an der Fakultät für Ingenieurwissenschaften und Informatik an der Washington State University, war zusammen mit dem Doktoranden Brandon Sueok Co-Autor der Studie. Zhao verglich einen aus Honig hergestellten Memristor mit einem menschlichen Neuron und erklärte, dass er sehr ähnliche Funktionalitäten habe, während er sehr klein sei.

Der CPU-Computerchip wird mit einer Pinzette eingesetzt.
Krystianna Wrocki/Getty Images

Um den gewünschten Effekt zu erzielen, verwendeten 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 die Funktionsweise menschlicher Synapsen erfolgreich nachahmte. Dies wird anhand der Fähigkeit des Geräts gemessen, sich schnell mit einer Geschwindigkeit ein- und auszuschalten, die der des menschlichen Gehirns ähnelt – zwischen 100 und 500 Nanosekunden.

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. Obwohl das Team auch mit anderen organischen Materialien wie Protein und Zucker forschte, scheint Honig bisher der Gewinner gewesen 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 der Pressemitteilung Zeitschrift für Physik D: Angewandte Physik. Natürlich haben die Forscher noch einen langen Weg vor sich, bevor sie diese Technologie so weit implementieren, dass sie von der gesamten Industrie genutzt werden könnte. Die ersten wichtigen Schritte sind jedoch bereits getan. Wenn Sie das nächste Mal einen Teelöffel Honig zu Ihrem Tee hinzufügen, denken Sie daran, dass Sie eines Tages (in ferner Zukunft, denken Sie daran) einen Computer verwenden könnten, der mit der gleichen Substanz arbeitet.

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