A l’intérieur du labo qui fait pousser des ordinateurs champignons

À première vue, le laboratoire d’informatique non conventionnelle ressemble à un espace de travail ordinaire, avec des ordinateurs et des instruments scientifiques tapissant ses comptoirs propres et lisses. Mais si vous regardez attentivement, les anomalies commencent à apparaître. Une série de vidéos partagées avec PopSci montrent les bizarreries étranges de cette recherche : au-dessus des bureaux encombrés, il y a de grands récipients en plastique avec des électrodes sortant d’une substance semblable à de la mousse, et une carte mère massive avec de minuscules pleurotes qui poussent dessus.

Non, ce laboratoire n’essaie pas de recréer des scènes de The Last of Us. Les chercheurs là-bas travaillent sur des choses comme celle-ci depuis un certain temps : il a été fondé en 2001 avec la conviction que les ordinateurs du siècle à venir seront constitués de systèmes chimiques ou vivants, ou de wetware, qui fonctionneront en harmonie avec le matériel et logiciel.

Pourquoi? L’intégration de ces architectures dynamiques et système complexes dans l’infrastructure informatique pourrait en théorie permettre de traiter et d’analyser les informations de manière nouvelle. Et c’est certainement une idée qui a gagné du terrain récemment, comme le montrent les algorithmes expérimentaux basés sur la biologie et les prototypes de capteurs de microbes et de circuits imprimés de kombucha.

En d’autres termes, ils essaient de voir si les champignons peuvent effectuer des fonctions de calcul et de détection.

Avec les ordinateurs fongiques, le mycélium, la structure racinaire ramifiée du champignon, agit comme conducteur ainsi que comme composant électronique d’un ordinateur. (Rappelez-vous que les champignons ne sont que la fructification du champignon.) Ils peuvent recevoir et envoyer des signaux électriques, ainsi que conserver la mémoire.

Je mélange des cultures de mycélium avec du chanvre ou des copeaux de bois, puis je le place dans des boîtes en plastique fermées et je laisse le mycélium coloniser le substrat, de sorte que tout a alors l’air blanc, explique Andrew Adamatzky, directeur du laboratoire d’informatique non conventionnelle de l’Université de l’Ouest. d’Angleterre à Bristol, Royaume-Uni. Ensuite, nous insérons des électrodes et enregistrons l’activité électrique du mycélium. Ainsi, à travers la stimulation, cela devient une activité électrique, puis nous obtenons la réponse. Il note qu’il s’agit du seul laboratoire humide du Royaume-Uni où des matières chimiques, liquides ou biologiques sont présentes dans n’importe quel département d’informatique.

Les ordinateurs classiques d’aujourd’hui voient les problèmes comme des binaires : les uns et les zéros qui représentent l’approche traditionnelle utilisée par ces appareils. Cependant, la plupart des dynamiques du monde réel ne peuvent pas toujours être capturées par ce système. C’est la raison pour laquelle les chercheurs travaillent sur des technologies telles que les ordinateurs quantiques (qui pourraient mieux simuler les molécules) et les puces à base de cellules cérébrales vivantes (qui pourraient mieux imiter les réseaux de neurones), car ils peuvent représenter et traiter l’information de différentes manières, en utilisant une série de fonctions complexes et multidimensionnelles, et fournir des calculs plus précis pour certains problèmes.

Déjà, les scientifiques savent que les champignons restent connectés à l’environnement et aux organismes qui les entourent grâce à une sorte de communication Internet. Vous avez peut-être entendu parler de ce que l’on appelle le Wood Wide Web. En déchiffrant le langage utilisé par les champignons pour envoyer des signaux à travers ce réseau biologique, les scientifiques pourraient non seulement obtenir des informations sur l’état des écosystèmes souterrains, mais également les exploiter pour améliorer nos propres systèmes d’information.

Les ordinateurs champignon pourraient offrir certains avantages par rapport aux ordinateurs conventionnels. Bien qu’ils ne puissent jamais égaler la vitesse des machines modernes d’aujourd’hui, ils pourraient être plus tolérants aux pannes (ils peuvent s’auto-régénérer), reconfigurables (ils grandissent et évoluent naturellement) et consomment très peu d’énergie.

Avant de tomber sur des champignons, Adamatzky a travaillé sur des ordinateurs de moisissure visqueuseoui, cela implique d’utiliser de la moisissure visqueuse pour résoudre des problèmes informatiques de 2006 à 2016. Physarumcomme les moisissures visqueuses sont appelées scientifiquement, est une créature ressemblant à une amibe qui étale sa masse de manière amorphe dans l’espace.

Les moules visqueux sont intelligents, ce qui signifie qu’ils peuvent résoudre les problèmes, comme trouver le chemin le plus court dans un labyrinthe sans que les programmeurs ne leur donnent des instructions ou des paramètres exacts sur ce qu’il faut faire. Pourtant, ils peuvent également être contrôlés par différents types de stimuli et être utilisés pour simuler des portes logiques, qui sont les éléments de base des circuits et de l’électronique.

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Une grande partie du travail avec les moisissures visqueuses a été effectuée sur ce que l’on appelle des problèmes d’arbre de Steiner ou d’arbre couvrant qui sont importants dans la conception de réseaux et sont résolus en utilisant des algorithmes d’optimisation de recherche de chemin. Avec la moisissure visqueuse, nous avons imité les sentiers et les routes. Nous avons même publié un livre sur la bio-évaluation des réseaux de transport routier, dit Adamatzky. De plus, nous avons résolu de nombreux problèmes de géométrie de calcul. Nous avons également utilisé des moules visqueux pour contrôler les robots.

Quand il a terminé ses projets de moisissure visqueuse, Adamatzky s’est demandé si quelque chose d’intéressant se produirait s’ils commençaient à travailler avec des champignons, un organisme à la fois similaire et très différent de, Physarum. Nous avons découvert en fait que les champignons produisent des pointes semblables à des potentiels d’action. Les mêmes pics que produisent les neurones, dit-il. A été le premier laboratoire à signaler l’activité de pointe des champignons mesurée par des microélectrodes, et le premier à développer l’informatique fongique et l’électronique fongique.

Dans le cerveau, les neurones utilisent des activités et des modèles de pointe pour communiquer des signaux, et cette propriété a été imitée pour créer des réseaux de neurones artificiels. Le mycélium fait quelque chose de similaire. Cela signifie que les chercheurs peuvent utiliser la présence ou l’absence d’un pic comme zéro ou un, et coder les différents moments et espacements des pics détectés pour les corréler aux différentes portes vues dans le langage de programmation informatique (ou, et, etc.). De plus, si vous stimulez le mycélium en deux points distincts, la conductivité entre eux augmente et ils communiquent plus rapidement et de manière plus fiable, ce qui permet d’établir la mémoire. C’est comme la façon dont les cellules du cerveau forment des habitudes.

Le mycélium avec différentes géométries peut calculer différentes fonctions logiques, et ils peuvent cartographier ces circuits en fonction des réponses électriques qu’ils en reçoivent. Si vous envoyez des électrons, ils augmenteront, dit Adamatzky. Il est possible de mettre en œuvre des circuits neuromorphiques. Nous pouvons dire que je prévois de fabriquer un cerveau à partir de champignons.

Jusqu’à présent, ils ont travaillé avec des champignons d’huîtres (Pleurotus djamor)champignons fantômes (Omphalotus nidiformis)champignons de support (Ganoderma resinaceum)Champignons Enoki (Flammulina velutipes)champignons des branchies fendues (Commune de Schizophyllum) et les champignons chenilles (Cordyceps militari).

Pour l’instant, ce ne sont que des études de faisabilité. Nous démontrons juste qu’il est possible d’implémenter le calcul, et qu’il est possible d’implémenter des circuits logiques de base et des circuits électroniques de base avec du mycélium, dit Adamatzky. À l’avenir, nous pourrons développer des ordinateurs et des dispositifs de contrôle du mycélium plus avancés.