Trong tương lai chip máy tính có thể được chế tạo từ mật ong

Mật ong có thể là giải pháp cho tình trạng thiếu chất bán dẫn trên toàn cầu. Bên cạnh đó mật ong cũng thân thiện với môi trường và được thiết kế để bắt chước các tế bào thần kinh trong não người.

Các nhà khoa học tham gia vào nghiên cứu khẳng định rằng công nghệ này có thể mở đường cho điện toán bền vững, có thể phân hủy sinh học và tốc độ cực nhanh.

Chip mật ong mô phỏng bộ não con người

Mật ong hầu như không phải là điều đầu tiên bạn nghĩ đến khi tưởng tượng về một con chip máy tính, nhưng các kỹ sư của WSU tin rằng nó có thể là chìa khóa để làm cho máy tính thân thiện với môi trường, đồng thời đủ mạnh để bắt chước hoạt động của não người. Công nghệ chip này có thể mô phỏng cách các tế bào thần kinh trong não của chúng ta hoạt động, hay còn được gọi là neuromorphic.

Mặc dù nhiều người trong chúng ta có thể ấn tượng với những máy tính tiên tiến ngày nay, nhưng bộ não của con người còn kỳ diệu hơn nhiều. Đó là lý do tại sao điện toán neuromorphic đôi khi được coi là tương lai của công nghệ, bởi vì bộ não con người vẫn có thể xử lý, phân tích và thích ứng với những gì nó nhìn thấy theo những cách mà một máy tính không thể. Trong khi máy tính có thể xử lý lượng dữ liệu khổng lồ nhanh hơn nhiều so với con người thì chúng ta vẫn giữ được ưu thế khi tiếp cận với những vấn đề mang tính sáng tạo.

Điện toán neuromorphic sẽ đóng vai trò như một cầu nối giữa bộ não con người và công nghệ, cho phép các hệ thống tự trị có thể mô phỏng một cái gì đó gần với nhận thức của con người. Những hệ thống như vậy sẽ nhanh hơn và tiêu tốn điện năng ít hơn nhiều so với những chiếc PC tốt nhất hiện nay. Giờ đây, có vẻ như mật ong có thể đóng góp một phần trong việc làm cho những thiết bị tương lai này bền vững hơn rất nhiều cho hành tinh của chúng ta.

Các kỹ sư tại WSU đã có thể tạo ra một memristor (điện trở bộ nhớ) hoạt động từ mật ong. Memristor là một thành phần tương tự như bóng bán dẫn, không chỉ có thể xử lý mà còn có khả năng lưu trữ dữ liệu trong bộ nhớ giống như cách mà bộ não con người có thể làm được. Những thiết bị này cực nhỏ. Trong nghiên cứu này, memristor có chiều rộng bằng sợi tóc người, nhưng nó cần được làm nhỏ hơn nhiều để phục vụ mục đích dự định trong tương lai.

Kích thước mục tiêu sẽ vào khoảng 1/1000 sợi tóc người, có nghĩa là những sợi tóc này sẽ cần được phát triển trên kích thước nano. Điều này là do hàng triệu, nếu không phải hàng tỷ, các memristor sẽ được sử dụng để xây dựng một hệ thống tính toán thần kinh đa hình đầy đủ, hoạt động, hiệu suất cao. Trong khi đó, bộ não con người có hơn 100 tỉ tế bào thần kinh với hơn 1.000 nghìn tỉ khớp thần kinh được kết nối với nhau.

Feng Zhao, Phó giáo sư Trường Kỹ thuật và Khoa học máy tính của Đại học Washington, là đồng tác giả của nghiên cứu cùng với một nghiên cứu sinh, Brandon Sueoka. Zhao đã so sánh memristor làm từ mật ong với nơron thần kinh của con người và nói rằng nó có các chức năng rất giống nhau trong khi vẫn giữ được kích thước rất nhỏ.

Chíp mật ongthân thiện với môi trường

Để đạt được hiệu quả như mong muốn, các nhà khoa học đã sử dụng mật ong thật. Họ xử lý nó thành một dạng rắn sau đó được đặt giữa hai điện cực kim loại - một mô phỏng hệ thần kinh của con người. Thông qua nghiên cứu, họ phát hiện ra rằng memristor làm từ mật ong đã mô phỏng thành công cách hệ thần kinh của con người hoạt động. Điều này được đo bằng khả năng bật và tắt nhanh của thiết bị ở tốc độ tương tự như não người, từ 100 đến 500 nano giây.

Dường như chắc chắn các memristor mật ong có thể hứa hẹn về mặt hiệu suất khi nói đến điện toán neuromorphic, nhưng chúng có một lợi ích rõ ràng khác là có thể phân hủy sinh học hoàn toàn. Trong khi nhóm nghiên cứu cũng đã khám phá bằng cách sử dụng các vật liệu hữu cơ khác như protein và đường thì mật ong dường như là chất liệu chiếm ưu thế nhất cho đến nay.

Feng Zhao cho biết: "Mật ong không dễ bị hư hỏng. Nó có nồng độ ẩm rất thấp, vì vậy vi khuẩn không thể tồn tại trong đó. Điều này có nghĩa là những con chip máy tính này sẽ rất ổn định và có độ tin cậy cao trong một thời gian rất dài. Khi chúng tôi muốn vứt bỏ các thiết bị sử dụng chip máy tính làm từ mật ong, chúng tôi có thể dễ dàng hòa tan chúng trong nước mà không gây ảnh hưởng tới môi trường. Vì những tính chất đặc biệt này, mật ong rất hữu ích để tạo ra các hệ thống thần kinh sinh học có thể tái tạo và phân hủy sinh học".

Theo ước tính, những con chip này sẽ giúp giảm ít nhất 22 triệu tấn rác thải điện tử hàng năm

Thêm nữa, Feng Zhao cảnh báo, điều này sẽ khiến con chip mật ong này vẫn giống như các thiết bị bán dẫn truyền thống hiện nay, người dùng phải tránh làm đổ nước lên thiết bị.

Nhóm nghiên cứu đã công bố những phát hiện của mình trên một ấn phẩm của Tạp chí Journal of Physics D của Anh. Tất nhiên, các nhà nghiên cứu còn một chặng đường dài trước khi triển khai công nghệ này. Tuy nhiên, những bước quan trọng đầu tiên đã được thực hiện. Sắp tới, mỗi khi bạn thêm một thìa mật ong vào trà của mình, hãy nghĩ rằng một ngày nào đó bạn có thể đang sử dụng một máy tính chạy trên chính chất đó./.

Tài liệu tham khảo:

1. https://www.digitaltrends.com

2. https://viettimes.vn

Hạnh Tâm