Американские учёные разработали электронную микросистему, которая полностью автономна, как живой организм, так как способна реагировать на информацию без какого-либо внешнего источника энергии. Разработка ученых состоит из двух ключевых компонентов: электроники, которая обрабатывает сверхнизкие сигналы, и устройства, генерирующего электричество «из воздуха». Каждый из них изготовлен из белковой нанопроволоки.
В прошлом году команда ученых из Массачусетского университета в Амхерсте разработала устройство Air-Gen, генерирующее электричество из окружающей среды, и установила, что оно может работать почти в любом уголке мира. В том же 2020 году они же нашли способ изготавливать так называемые мемристоры, имитирующие нейроны мозга и обрабатывающие сверхнизкие электрические сигналы, соответствующие по амплитудам биологическим.
«Теперь мы соединили эти два элемента, — сказал Яо Цзюнь, руководивший командой вместе с профессором Дереком Лавли. — Мы создали микросистему, в которой электричество из Air-Gen используется для запуска сенсоров и электрических цепей, изготовленных из мемристоров из белковой нанопроволоки. Электроника получает энергию из окружающей среды для обеспечения работы сенсоров и вычислительного блока, без необходимости во внешнем источнике энергии. Он полностью автономный и интеллектуальный, в точности как автономный живой организм».
Устройство собрано из экологически чистых биоматериалов — белков, полученных из бактерий. Air-Gen сделан из протеобактерий Geobacter, которые Лавли открыл много лет назад, а затем использовал для получения электричества из влажного воздуха.
Работа американских ученых демонстрирует возможность производства автономных интеллектуальных микросистем и использования искусственных нейронов в вычислениях. Особенно важно для последующего применения то, что белковая нанопроволока в мемристорах сохраняет стабильность в водной среде и поддается дальнейшей модификации.
