Le miel utilisé pour développer des composants électroniques respectueux de l’environnement

Le miel pourrait être une solution douce pour développer des composants respectueux de l’environnement pour les ordinateurs

Augmenter la vitesse de traitement de l’information dans les circuits informatiques tout en diminuant la consommation est un défi majeur. Pour cela, de nouveaux types de systèmes de traitement de l’information ont vu le jour, certains s’inspirant de la biologie.

Une architectures neuromorphiques, qui s’inspirent fortement du cerveau humain et du système nerveux semble être la solution la plus efficace.

Les systèmes informatiques conventionnels, comme ceux que l’on trouve dans les ordinateurs professionnels et les stations de travail mobiles, sont basés sur l’architecture de von Neumann. Celle-ci implique une entrée, comme un clavier et une souris, et une sortie, comme un écran, ainsi qu’une unité centrale et une mémoire vive.

Les mécanismes d’entrée, de traitement, de mémoire et de sortie nécessitent beaucoup plus de puissance que le cerveau humain.

Le cerveau humain possède plus de 100 milliards de neurones et plus de 1000 milliards de synapses. Et à titre de comparaison, point de vue consommation, le cerveau utilise 10 à 20 watts pour fonctionner. Le supercalculateur japonais Fugaku, développé par Fujitsu et l’institut RIKEN consomme lui 28 millions de watts!

Le memristor, un composant similaire à un transistor

Ces systèmes neuromorphiques sont donc beaucoup plus rapides et consomment beaucoup moins d’énergie que les ordinateurs traditionnels. Les ingénieurs de l’Université de l’État de Washington ont démontré un moyen de les rendre également plus organiques.

Dans une étude publiée dans Journal of Physics D, les chercheurs montrent que le miel peut être utilisé pour fabriquer un memristor. C’est un composant similaire à un transistor qui peut non seulement traiter mais aussi stocker des données en mémoire.

Pour l’étude, Zhao et le premier auteur Brandon Sueoka, un étudiant diplômé de la WSU dans le laboratoire de Zhao, ont créé des memristors solidifiant le miel et en le prenant en sandwich entre deux électrodes métalliques, créant une structure similaire à une synapse humaine.
Ils ont ensuite testé la capacité des memristors de miel à imiter le travail des synapses. Et cela avec des vitesses d’activation et de désactivation élevées de 100 et 500 nanosecondes respectivement. Les memristors ont également émulé les fonctions de synapse responsables des processus d’apprentissage dans le cerveau humain. Mais également dans la rétention de nouvelles informations dans les neurones.

Il s’agit donc d’un très petit appareil avec une structure simple. Mais qui a des fonctionnalités très similaires à celles d’un neurone humain !

Un intérêt également écologique

Le miel comme composant électronique, c’est une avancée écologique !
Les puces informatiques classiques sont construites à l’aide de matériaux non renouvelables et toxiques. Les puces neuromorphiques peuvent être donc fabriquées à l’aide de matériaux biodégradables.

Savez-vous grâce à sa faible teneur en eau que le miel ne périme pas. Des archéologues en ont trouvé en 2015 vieux de 3000 ans et toujours comestible !

Le miel composant électronique : le futur

À l’avenir, l’équipe de Zhao vise à réduire la taille de ses memristors en miel de l’échelle microscopique (environ la taille d’un cheveu humain) à l’échelle nanométrique (l’équivalent d’1/1000e de cheveu humain). Ce faisant, les chercheurs seront en mesure de regrouper des millions, voire des milliards de memristors au miel pour créer un système informatique neuromorphique complet.

En utilisant graphiquement le monde des abeilles, nous avons donc utilisé une technologie de pointe prometteuse !