Les futures puces informatiques pourraient être fabriquées à partir de miel

Selon des chercheurs de la Washington State University (WSU), l’avenir des puces informatiques neuromorphiques pourrait résider dans… le miel.

Les scientifiques impliqués dans l’étude affirment que cette technologie pourrait ouvrir la voie à une informatique durable, biodégradable et extrêmement rapide.

Le miel n’est pas la première chose qui vous vient à l’esprit lorsque vous imaginez une puce informatique, mais les ingénieurs de WSU pensent qu’il pourrait être la clé pour rendre l’informatique respectueuse de l’environnement tout en étant suffisamment puissant pour imiter le fonctionnement d’un cerveau humain. Cette forme d’informatique, conçue pour simuler le fonctionnement des neurones de notre cerveau, est appelée neuromorphique.

Bien que beaucoup d’entre nous soient impressionnés par le niveau de pointe des ordinateurs de nos jours (que cette nouvelle découverte basée sur le miel en soit la preuve), nos propres cerveaux sont encore bien plus impressionnants. C’est pourquoi l’informatique neuromorphique est parfois considérée comme l’avenir de la technologie – parce que le cerveau humain peut encore traiter, analyser et s’adapter à ce qu’il voit d’une manière qu’un ordinateur ne peut pas. Alors que les ordinateurs peuvent traiter d’énormes quantités de données beaucoup plus rapidement qu’un être humain ne le pourrait, nous conservons toujours la supériorité lorsqu’il s’agit d’aborder les problèmes de manière créative.

L’informatique neuromorphique est censée servir de pont entre le cerveau humain et la technologie, permettant des systèmes autonomes capables de simuler quelque chose de proche de la cognition humaine. De tels systèmes sont censés être beaucoup plus rapides et moins gourmands en énergie que même les meilleurs PC actuellement disponibles. Maintenant, il semble que le miel pourrait jouer un rôle pour rendre ces appareils futuristes beaucoup plus durables pour notre planète.

Un memristor est capable à la fois de traiter et de stocker des données en mémoire, à la manière d’un cerveau humain.

Les ingénieurs de WSU ont pu créer un memristor fonctionnel à partir de miel. Un memristor est un composant similaire à un transistor, et il est capable à la fois de traiter et de stocker des données en mémoire, à la manière d’un cerveau humain. Ces appareils sont infiniment petits – dans le cas de cette étude, le memristor avait la largeur d’un cheveu humain, mais il doit être beaucoup plus petit pour qu’il puisse servir à l’avenir.

La taille cible sera d’environ 1/1000 de cheveu humain, ce qui signifie que ces memristors devront être développés à l’échelle nanométrique. En effet, des millions, voire des milliards, de memristors vont être utilisés pour construire un système informatique neuromorphique complet, fonctionnel et à hautes performances. À titre de comparaison, le cerveau humain compte plus de 100 milliards de neurones, soit plus de 1 000 billions de synapses.

Feng Zhao, professeur associé à la faculté d’ingénierie et d’informatique de l’Université de l’État de Washington, était le co-auteur de l’étude aux côtés d’un étudiant diplômé, Brandon Sueoka. Zhao a comparé le memristor fabriqué au miel à un neurone humain, déclarant qu’il a des fonctionnalités très similaires tout en conservant une très petite taille.

CPU Computer Chip étant mis en place avec des pincettes.
Krystianna Wrocki / Getty Images

Afin d’obtenir l’effet désiré, les scientifiques ont utilisé du vrai miel. Ils l’ont transformé en une forme solide qui a ensuite été placée entre deux électrodes métalliques – une simulation d’une synapse humaine. Grâce à la recherche, ils ont pu découvrir que le miel memristor imitait avec succès le fonctionnement des synapses humaines. Cela a été mesuré par la capacité de l’appareil à s’allumer et à s’éteindre rapidement à une vitesse similaire à celle du cerveau humain – entre 100 et 500 nanosecondes.

Il semble bien que les memristors au miel pourraient être prometteurs en termes de performances en matière d’informatique neuromorphique, mais ils ont un autre avantage évident : ils sont entièrement biodégradables. Alors que l’équipe a également exploré l’utilisation d’autres matières organiques, telles que les protéines et les sucres, le miel semble être le gagnant jusqu’à présent.

« Le miel ne se gâte pas. Il a une très faible concentration d’humidité, de sorte que les bactéries ne peuvent pas y survivre. Cela signifie que ces puces informatiques seront très stables et fiables pendant très longtemps », a déclaré Feng Zhao. « Lorsque nous voulons nous débarrasser d’appareils utilisant des puces informatiques faites de miel, nous pouvons facilement les dissoudre dans l’eau. En raison de ces propriétés particulières, le miel est très utile pour créer des systèmes neuromorphiques renouvelables et biodégradables. »

L’équipe a publié ses découvertes dans un numéro du Journal of Physics D: Applied Physics. Bien sûr, les chercheurs ont encore un long chemin à parcourir avant de mettre en œuvre cette technologie à proximité de quelque chose qui pourrait être utilisé par l’industrie dans son ensemble. Cependant, les premières étapes cruciales ont déjà été franchies. La prochaine fois que vous ajouterez une cuillerée de miel à votre thé, considérez qu’un jour (dans un futur lointain, remarquez), vous pourriez utiliser un ordinateur qui fonctionne avec cette même substance.

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