Silikona Alternatif: Mantardan Organik Bellek Devresi
Bilgisayar endüstrisi yıllardır silikon tabanlı yarı iletkenler üzerine kurulmuş durumda. Bu teknoloji yüksek performans sunsa da sürdürülebilirlik açısından ideal değil. Bu nedenle biyoteknoloji ve sürdürülebilir bilişim alanında çalışmalar hız kesmeden devam ediyor.
Şitaki Mantarı Memristör Gibi Davranıyor
Ohio Eyalet Üniversitesi’nde bu kapsamda yapılan araştırmalar sonuç vermeye başladı. Ohio Eyalet Üniversitesi araştırmacıları, yayımladıkları yeni çalışmayla normal bir şitaki (shiitake) mantarının çalışan organik bir memristöre (hafıza tutabilen devre) dönüştürmenin mümkün olduğunu ortaya çıkardı. Araştırma ekibi, mantarların bilgisayar teknolojilerinde hem sürdürülebilir hem de ekonomik bir alternatif olabileceğini öne sürdü. Araştırma ekibinin başındaki John LaRocco, şitaki mantarlarından üretilen devrelerin elektriksel geçmişi hatırlayabildiğini, bu nedenle de veri depolama ve sinyal işleme görevlerini klasik bellek birimi gibi yerine getirebildiğini açıkladı. Şitaki mantarı, içyapısı kurutulup elektrotlarla birleştirildiğinde hiçbir sentetik işlem gerekmeden doğal bir memristör gibi davranabiliyor.
Uygulanan akıma göre direncini kalıcı olarak değiştirebilen devre bileşenleri olarak bilinen memristörler, bu özelliği sayesinde yalnızca bilgi depolamakla kalmıyor; insan beynindeki sinaptik bağlantılara benzer şekilde çalışarak yapay sinir ağları oluşturabiliyor.
“Hem Ekonomik ve Hem Dev Hesaplamada Büyük Avantaj Sağlıyor”
Bu birimlerin hem üretim hem de çevresel etkileri oldukça yüksek. Ohio ekinin elde ettiği sonuçların en önemli noktası da burada ortaya çıkıyor.
Mantar tabanlı bellek bileşenleri, saniyede 5.850 anahtarlama hızına (Hz) ulaşarak yaklaşık %90 doğruluk oranı gösterdi. Elde edilen bu performans şu anda silikon tabanlı donanımlarıyla rekabet edebilecek seviyede olmasa da özellikle düşük güçlü sistemler için son derece dikkat çekici. Bu tür organik devrelerin neredeyse hiç bekleme gücü tüketmeden sinyalleri koruyabilmesinin enerji verimliliği açısından büyük potansiyel taşıdığını belirten LaRocco “Gerçek nöral aktiviteyi taklit eden bellek bileşenleri geliştirebildiğimizde, sistem kullanılmıyorken enerji harcamak zorunda değiliz. Bu hem ekonomik hem de hesaplama açısından büyük bir avantaj sağlayabilir.” dedi.
Radyasyon Direnci Yüksek Mantarlar, Uzay Projeleri İçin Kullanışlı Bir Alternatif Sunabilir
Ohio Eyalet Üniversitesi araştırmacılarının yaptığı çalışmada şitaki mantarının yanı sıra diğer mantar türleri de inceledi. Mantarın farklı dokularının farklı elektriksel özellikler sergilemesi nedeniyle, elektrot yerleşimi optimize edildiğinde daha stabil sonuçlar elde edildiği açıkladı.
Ayrıca, yüksek frekanslarda performans azaldığında birden fazla mantarın paralel bağlanmasıyla sistem kararlılığının yeniden sağlanabildiği gözlemlendi. Araştırmacılar, bu davranışın beynin farklı nöron kümelerini devreye alarak sinyal bütünlüğünü korumasına benzer bir biyolojik mantık taşıdığını ifade etti.
Gelecekte yapılacak araştırmalar ve uygulamalar göz önüne alındığında araştırmacılar, küçük ölçekli mantar devrelerinin giyilebilir cihazlar, otonom sistemler ve uç (edge) bilişim altyapılarında kullanabileceğini; daha büyük biyolojik devre ağlarının ise uzay teknolojilerinde bile rol oynayabileceğini düşünüyor. Şitaki mantarlarının yüksek radyasyon direncine sahip olması, bu ihtimali daha da güçlendiriyor. Bilim insanları, bu konseptin ölçeklenebilir olduğuna ve hobi olarak yapılan küçük düzenekten dev bir kültür tesisine kadar farklı maliyetlerde uygulanabileceğine değindi.
Bu teknoloji henüz erken safhada olsa da yapılan çalışma, biyolojik malzemelerin bilişim altyapılarında kullanılmasının artık teori olmaktan çıkıp mühendislik pratiğine dönüşmeye başladığının bir göstergesi olduğu için önemli. Organik memristler, silikonun hâkim olduğu teknoloji dünyasında ilginç bir alternatif ortaya koyuyor. Bu yönde yapılan araştırmalar, bilişim dünyasında daha yenilikçi ve daha sürdürülebilir yaklaşımların ortaya çıkmasında öncü olabilir.
Kaynak: https://www.biorxiv.org/content/biorxiv/early/2025/07/16/2025.07.11.664296.full.pdf