Les raisons inattendues pour lesquelles les scientifiques fabriquent des ordinateurs champignons

Croyez-le ou non, nos cerveaux pensent bien mieux que nos ordinateurs personnels. Mais les scientifiques espèrent changer cela en créant des « ordinateurs neuromorphiques » pour imiter l’efficacité du cerveau humain. IBM, Intel et une poignée d’autres sociétés ont déjà lancé ce projet ; leurs puces informatiques neuromorphiques sont actuellement utilisées pour le traitement de l’IA, mais leurs capacités sont limitées. Il s’avère que le matériel impliqué dans la fabrication d’un cerveau sur puce informatique est extrêmement difficile – et coûteux – à créer.

Des chercheurs de l’Ohio State University (OSU) ont proposé une solution rentable ; plutôt que d’investir des tonnes d’argent et de minéraux de terres rares dans la création de matériel neuromorphique, pourquoi ne pas simplement utiliser des champignons communs ? Après tout, le mycélium, la partie semblable à la racine d’un champignon, se développe déjà dans des réseaux ramifiés structurellement similaires aux réseaux neuronaux de notre cerveau. De plus, le cerveau et le mycélium présentent des propriétés émergentes à partir de leurs composants simples individuels, telles que la capacité à résoudre des problèmes nouveaux et complexes.

L’étude a été dirigée par John LaRocco de l’OSU, un ingénieur neuronal dont les travaux explorent l’interface entre les circuits du cerveau et les circuits des machines électroniques. LaRocco et son équipe ont connecté le mycélium de champignons shiitake communs à un circuit informatique à l’aide de fils. Ensuite, ils ont inversé la tension du circuit. Après avoir testé différents points de fixation, l’équipe a observé que les « puces fongiques » étaient capables de transmettre des signaux et de changer d’état à des vitesses incroyables. Plus remarquable encore, les réseaux fongiques se sont adaptés aux charges répétées en ajustant leurs résistances pour optimiser la vitesse du signal. D’un point de vue informatique, les champignons shiitake apprenaient.

Actuellement, la pierre angulaire de l’ordinateur moderne est le transistor le plus important. Les transistors sont de minuscules commutateurs qui, lorsqu’ils sont connectés par milliards, traitent le langage binaire que les ordinateurs utilisent pour penser. Ils sont analogues aux neurones de notre cerveau. Cependant, les transistors manquent d’une caractéristique importante du neurone : la mémoire individuelle. Les processeurs informatiques ne peuvent exécuter une tâche qu’en puisant dans des données stockées ailleurs, tandis que les neurones sont capables d’apprendre en conservant la mémoire des connexions passées. Donnez à un transistor la capacité de se souvenir et vous obtiendrez un « memristor », qui est fonctionnellement un neurone artificiel.

Aujourd’hui, John LaRocco et son équipe tentent de construire des memristors avec des champignons. Dans leur forme la plus optimisée, les « puces fongiques » shiitake étaient capables de transmettre des signaux à une fréquence de 5,85 kHz. Cela équivaut à 5 850 signaux par seconde, ce qui est comparable aux capacités des premiers memristors à base de silicium. Considérant qu’il s’agit de la première expérience utilisant le mycélium pour une telle application, c’est plutôt prometteur. Mais pourquoi utiliserions-nous des champignons à la place du matériel informatique éprouvé en premier lieu ? La réponse est (principalement) l’argent.

La fabrication de memristors à partir de silicium et de métaux des terres rares est un processus délicat et coûteux. Des entreprises comme Intel et AMD ont investi des milliards de dollars dans la recherche et le développement de l’IA, et une grande partie de ce financement est destinée à l’informatique neuromorphique. Évidemment, les champignons shiitake seraient une alternative moins chère et plus écologique. Cependant, l’utilisation d’ordinateurs fongiques présente également d’autres avantages. L’équipe de LaRocco écrit : « Shiitake a montré une résistance aux radiations, ce qui suggère sa viabilité pour les applications aérospatiales. » En d’autres termes, les champignons shiitake pourraient constituer un élément essentiel de l’avenir des voyages spatiaux. La technologie a encore un long chemin à parcourir, mais de telles innovations imaginatives révèlent que l’évolution est un meilleur ingénieur que nous.