Mit Honig hergestellte Computerchips können Elektroschrott reduzieren

Mit Honig hergestellte Computerchips können Elektroschrott reduzieren

Könnte Honig eine Lösung für die weltweite Halbleiterknappheit bieten - und dabei helfen, den Elektronikmüll zu reduzieren?

Eine neue Studie aus den Vereinigten Staaten legt nahe, dass Honig zur Herstellung eines umweltfreundlichen Computerchips verwendet werden könnte, der Daten verarbeiten und speichern kann, indem er das menschliche Gehirn imitiert.

Sogenannte neuromorphe Systeme, die von einigen als die Zukunft der Computertechnik gepriesen werden, sind viel schneller und verbrauchen viel weniger Strom als herkömmliche Computer.

Jetzt haben Ingenieure der Washington State University (WSU) eine Möglichkeit aufgezeigt, sie auch organischer zu machen.

Sie fanden heraus, dass Honig zur Herstellung eines Memristors verwendet werden kann - ein Bauteil, das einem Transistor ähnelt und Daten nicht nur verarbeiten, sondern auch in einem Datenträger speichern kann.

"Dies ist ein sehr kleines Gerät mit einer einfachen Struktur, aber es hat sehr ähnliche Funktionen wie ein menschliches Neuron", sagt Feng Zhao, außerordentlicher Professor an der School of Engineering and Computer Science der WSU und Autor der Studie.

"Das bedeutet, wenn wir Millionen oder Milliarden dieser Honig-Memristoren zusammen integrieren können, dann können sie zu einem neuromorphen System zusammengefügt werden, das ähnlich wie ein menschliches Gehirn funktioniert".

Nachahmung des menschlichen Gehirns

Die Ergebnisse wurden in der letzten Ausgabe des "Journal of Physics D" veröffentlicht, aber erst diese Woche von der Washington State University bekannt gegeben.

Für die Studie verarbeiteten die Forscher Honig in einer feste Form und klemmten ihn zwischen zwei Metallelektroden, um eine menschliche Synapse zu imitieren - die kleine Raumtasche zwischen zwei Neuronen, in der Informationen von einer zur anderen weitergeleitet werden.

Sie fanden heraus, dass der biologisch abbaubare Honig-Memristor in der Lage war, menschliche Synapsen und ihre Fähigkeit, sich sehr schnell ein- und auszuschalten, zu imitieren und dabei einige Informationen zu speichern.

Honig verdirbt nicht. Das bedeutet, dass diese Computerchips sehr lange Zeit sehr stabil und zuverlässig sein werden.

Sie haben den Honig-Memristor so gebaut, dass er etwa so breit ist wie ein menschliches Haar. Für die Zukunft plant das Team die Entwicklung von Memristoren im Nanomaßstab, etwa 1/1.000 eines menschlichen Haares, und die Bündelung von vielen Millionen oder sogar Milliarden davon, um ein vollständiges neuromorphes Computersystem zu schaffen.

Das menschliche Gehirn hat mehr als 100 Milliarden Neuronen mit mehr als 1.000 Billionen Synapsen oder Verbindungen zwischen ihnen.

Jedes Neuron kann sowohl Daten verarbeiten als auch speichern, wodurch das Gehirn viel effizienter ist als ein herkömmlicher Computer, und die Entwickler von neuromorphen Computersystemen wollen diese Struktur nachahmen, erklärte das Team.

Mehrere Unternehmen, darunter Intel und IBM, haben bereits neuromorphe Chips auf den Markt gebracht, die das Äquivalent von mehr als 100 Millionen "Neuronen" pro Chip aufweisen, aber das ist noch nicht annähernd so viel wie im Gehirn.

Erneuerbar und biologisch abbaubar

Zhao und sein Team untersuchen auch die Verwendung von Proteinen und anderen Zuckern, die zum Beispiel  in Aloe-Vera-Blättern vorkommen, aber Zhao sieht ein großes Potenzial im Honig.

"Honig verdirbt nicht", sagt er. "Er hat eine sehr niedrige Feuchtigkeitskonzentration, so dass Bakterien in ihm nicht überleben können. Das bedeutet, dass diese Computerchips sehr stabil und zuverlässig für eine sehr lange Zeit sein werden."

Die Forscher sagen, dass die von ihnen entwickelten Honig-Memristor-Chips auch die geringere Wärmeentwicklung von neuromorphen Systemen vertragen sollten, die nicht so heiß werden wie herkömmliche Computer.

Wichtig ist, dass Honig-Memristoren dazu beitragen würden, den Elektronikmüll zu reduzieren, indem sie "erneuerbare und biologisch abbaubare neuromorphe Systeme schaffen", so Zhao.

"Wenn wir Geräte mit Computerchips aus Honig entsorgen wollen, können wir sie einfach in Wasser auflösen."

Das bedeutet aber auch, dass die Benutzer genau wie bei herkömmlichen Computern darauf achten müssen, ihren Kaffee nicht zu verschütten.

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