Undersøgelse afslører detaljer om logiske kredsløb bygget ved hjælp af levende slimforme

En fremtidig computer kan være meget slankere end de solide siliciumenheder, vi har i dag. I en undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet Materialer i dag , Europæiske forskere afslører detaljer om logiske enheder bygget ved hjælp af levende slimforme, som kan fungere som byggesten til computerenheder og sensorer.

Andrew Adamatzky (Universitetet i det vestlige England, Bristol, UK) og Theresa Schubert (Bauhaus-Universitetet Weimar, Tyskland) har konstrueret logiske kredsløb, der udnytter netværk af indbyrdes forbundne slimstøberør til at behandle information.

Man er mere tilbøjelig til at finde slimsvampen Physarum polycephalum, der lever et mørkt og fugtigt sted end i et datalogisk laboratorium. I sin "plasmodium" eller vegetative tilstand, organismen spænder over sit miljø med et netværk af rør, der absorberer næringsstoffer. Rørene tillader også organismen at reagere på lys og skiftende miljøforhold, der udløser frigivelsen af ​​reproduktive sporer.

I tidligere arbejde, holdet demonstrerede, at et sådant rørnetværk kunne absorbere og transportere forskellige farvestoffer. De fodrede den derefter med spiselige næringsstoffer - havreflager - for at tiltrække rørvækst og almindeligt salt for at frastøde dem, så de kunne udvikle et netværk med en bestemt struktur. De demonstrerede derefter, hvordan dette system kunne blande to farvestoffer for at lave en tredje farve som et "output".

Ved at bruge farvestofferne med magnetiske nanopartikler og små fluorescerende perler, tillod dem at bruge slimskimmelnetværket som en biologisk "lab-on-a-chip" enhed. Dette repræsenterer en ny måde at bygge mikrofluidiske enheder til behandling af miljømæssige eller medicinske prøver i meget lille skala til test og diagnostik, værket tyder på. Udvidelsen til et meget større netværk af slimformsrør kunne behandle nanopartikler og udføre sofistikerede booleske logiske operationer af den slags, der bruges af computerkredsløb. Holdet har indtil videre demonstreret, at et slimskimmelnetværk kan udføre XOR eller NOR booleske operationer. At sammenkæde arrays af sådanne logiske porte kan tillade en slimform-computer at udføre binære operationer til beregning.

"De slimformbaserede porte er ikke-elektroniske, enkel og billig, og flere porte kan realiseres samtidigt på de steder, hvor protoplasmatiske rør smelter sammen, " afslutter Adamatzky og Schubert.

Er vi på vej ind i den biologiske computers tidsalder? Stewart Bland, Redaktør af Materialer i dag , mener, at "selv om mere traditionelle elektroniske materialer er kommet for at blive, forskning som denne er med til at skubbe og udviske grænserne for materialevidenskab, datalogi og biologi, og repræsenterer et spændende perspektiv for fremtiden."