Dusan Stankovic/Getty Images
Alors que le cerveau humain dépasse encore nos ordinateurs personnels dans de nombreuses tâches cognitives, les chercheurs visent désormais à combler cet écart en construisant des machines qui imitent l'efficacité remarquable du cerveau.
Des géants de l'industrie tels qu'IBM et Intel ont déjà introduit des puces neuromorphiques qui accélèrent les charges de travail de l'intelligence artificielle, mais leurs performances sont encore limitées par la difficulté et le coût de production du matériel spécialisé.
Des chercheurs de l’Ohio State University proposent une alternative radicalement moins coûteuse :utiliser le réseau racinaire d’un champignon commun. Le mycélium des champignons shiitake forme des structures ramifiées qui ressemblent beaucoup à des réseaux neuronaux et, comme le cerveau, il peut présenter un comportement émergent lorsque ses unités simples interagissent.
Le scientifique principal, le Dr John LaRocco, ingénieur neuronal à l'OSU, a assemblé un circuit en connectant le mycélium shiitake à un câblage informatique standard, puis en appliquant des impulsions de tension contrôlées. À travers plusieurs points de fixation, le réseau fongique transmettait des signaux à des fréquences allant jusqu'à 5,85 kHz, soit environ 5 850 impulsions par seconde, comparables aux premiers memristors à base de silicium. Plus frappant encore, le mycélium a ajusté sa résistance interne en réponse à des stimuli répétés, apprenant ainsi à optimiser la vitesse du signal.
Les ordinateurs traditionnels reposent sur des transistors, de minuscules commutateurs qui, une fois combinés, traitent les données binaires. Les transistors n’ont cependant pas la mémoire intrinsèque des neurones, qui permet aux cerveaux biologiques d’apprendre en stockant les connexions passées. Un appareil capable de mémoriser, connu sous le nom de memristor, comble cet écart et fonctionne comme un neurone artificiel.
L’équipe de LaRocco démontre que le mycélium shiitake peut servir de memristor, fournissant des vitesses de signal comparables aux premières mises en œuvre du silicium tout en ne nécessitant aucun métal de terre rare ni étape de fabrication complexe. Les économies de coûts sont significatives :la production de puces à base de mycélium nécessite beaucoup moins de ressources que ses homologues à base de silicium et de métal.
Au-delà de l’aspect économique, l’approche fongique offre des avantages supplémentaires. Le mycélium Shiitake présente une résistance aux radiations, une propriété qui pourrait le rendre adapté aux applications aérospatiales où les dispositifs conventionnels en silicium sont vulnérables.
Bien qu'encore au stade expérimental, ces résultats illustrent comment les solutions d'ingénierie naturelles, comme les réseaux fongiques, peuvent inspirer des technologies informatiques révolutionnaires.