Op oscillerende reacties kun je een ‘chemische computer’ baseren die patronen herkent in data. Althans volgens Lee Cronin en collega’s van de University of Glasgow, die het tamelijk bizarre plan vorige week openbaarden via de preprintserver chemRxiv.

Het grootste voordeel zou moeten zitten in een energiegebruik dat in principe vele malen lager zou moeten uitvallen dan dat van een elektronische computerchip.

Cronin en zijn promovendi gebruiken een variant op de Belousov-Zhabotinskyreactie, een ingewikkeld samenspel van redoxreacties dat een vloeistof laat oscilleren tussen twee verschillende kleuren (hier blauw en rood). Die oscillaties komen pas op gang wanneer je de vloeistof roert, waarbij de frequentie mede afhankelijk is van het roertempo. Na het stilzetten van de roerder duurt het een aantal minuten voordat de reactie stopt, hetgeen je kunt beschouwen als een soort geheugenfunctie.

Het idee is nu een array te maken van bijvoorbeeld vijf bij vijf reactoren, elk met een eigen roerwerk. De wanden tussen de reactoren laat je deels open zodat ze met hun oscillaties elkaar als het ware kunnen aansteken en uiteindelijk de hele array één overkoepelend oscillatiepatroon gaat vertonen. Dat neem je op met een camera, waarna je er via beeldherkenningssoftware een neuraal netwerk mee voedt dat die patronen moet leren herkennen.

In de praktijk bleek een en ander tamelijk simpel te realiseren door de arrays in 3D te printen en via AliExpress een goedkope partij roermotortjes uit China te laten komen. De elektronica die van elk motortje afzonderlijk het toerental regelt, is een combinatie van standaard-Arduinocomponenten en zelf ontworpen printjes.

Het aantal verschillende patronen dat je op deze manier kunt genereren is al enorm wanneer je de roermotortjes alleen maar aan of uit zet, en wordt haast oneindig wanneer je met verschillende toerentallen gaat werken. Om te beginnen kun je dan met drie standen werken: hard roeren genereert oscillaties, zacht roeren start de oscillaties niet maar transporteert wel vloeistof van en naar de buren, en niet roeren houdt het systeem ter plekke in rust.

Voor welk type berekeningen dit type computer zich optimaal leent, wordt uit het manuscriopt niet duidelijk. Maar vijf dagen na publicatie was het al bijna 4500 keer bekeken en 320 keer gedownload, dus kennelijk wordt er over nagedacht.

bron: chemRxiv