سيكون الحاسوب العملاق البيولوجي قادرًا على تناول نفس طعام البشر

تتمتع أجهزة الكمبيوتر العملاقة التقليدية بأداء هائل ، ولكن هناك أيضًا العديد من العيوب: فهي باهظة الثمن ، وتستهلك الكثير من الكهرباء ، وتسخن كثيرًا وتشغل مساحة كبيرة جدًا. ولكن ماذا لو طبقنا نهجًا مختلفًا جذريًا في تطوير الدوائر الدقيقة ، متخلين بشكل عام عن مواد السيليكون القياسية لصالح المكونات البيولوجية من الطبيعة؟

سيتمكن الحاسوب العملاق الذي يبلغ حجمه كتابًا من تلقي الطاقة من الأدينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP) ، مثل جميع الكائنات الحية. وبدلاً من الإلكترونات ، ستنقل البروتينات المعلومات. تعمل مجموعة دولية من المهندسين الحيويين على هذه الفكرة المجنونة . وقد نشروا مؤخرًا النتائج الأولى لتجاربهم في مجلة Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

صمم العلماء شريحة صغيرة بمساحة 1.5 سم ² ، تشبه هندستها المعمارية تخطيط شوارع المدينة. في هذه الشوارع تتحرك "العوامل البيولوجية" (البروتينات). يتم تحديد الطريق على طول شبكة من الشوارع مع التقاطعات من خلال عدد من الشروط. التحول إلى اليمين يعني طرح الرقم من المجموعة الفرعية ، والتحول إلى اليسار يعني إضافة الرقم إلى المجموعة الفرعية. تعتمد قيمة الرقم على عدد المنعطفات في مسار الوكيل. يحل هذا المعالج النموذجي مشكلة رياضية واحدة فقط.

يظهر مبدأ الحساب في الفيديو.



يقول المهندس الحيوي دان نيكولاو الأب من جامعة ماكجيل في كندا: "تمكنا من إنشاء شبكة معقدة للغاية في منطقة صغيرة جدًا" . تتعاون مجموعته مع زملائه من ألمانيا والسويد وهولندا. "بدأ كل شيء بفكرة على ورقة منديل ، بعد الكثير من رم ، يبدو لي ، مع رسومات مثل الديدان تزحف عبر المتاهات."

في المعالج الحيوي الحقيقي ، تتلقى خيوط البروتين - العوامل - الطاقة من ATP ، وكذلك الخلايا في الكائنات الحية.

على الرغم من أن التطوير لا يزال في مرحلة مبكرة ، إلا أنه من الناحية النظرية ، يتمتع الكمبيوتر الفائق البيولوجي بالعديد من المزايا على السيليكون: الحجم الصغير ، وكفاءة الطاقة ، والسلامة البيئية ، ودرجة عالية من موازاة العمليات.

في الفيديو الثاني - تصوير الحركة الحقيقية للوكلاء.



يقول نيكولاو: "الآن وقد تم إنشاء نموذج يحل مشكلة واحدة بنجاح ، سيكون هناك العديد من المتابعين الذين سيذهبون إلى أبعد من ذلك باستخدام العوامل البيولوجية الأخرى ، على سبيل المثال". - من الصعب القول عندما نرى حاسوبًا بيولوجيًا كاملًا. قد يكون أحد الخيارات لحل المهام الأكثر جدية وتعقيدًا هو الدمج مع جهاز كمبيوتر تقليدي في جهاز هجين. نحن ندرس الآن العديد من الخيارات لمواصلة البحث ".

Source: https://habr.com/ru/post/ar391359/