Βασικά Takeaways
- Μια νέα ανακάλυψη θα μπορούσε να χρησιμοποιήσει το DNA για την κατασκευή τσιπ υπολογιστών.
- Η έρευνα είναι το πιο πρόσφατο βήμα στο αναπτυσσόμενο πεδίο του DNA, το οποίο έχει σταματήσει εδώ και δεκαετίες, αλλά δείχνει πολλά υποσχόμενα.
- Οι υπολογιστές που βασίζονται στο DNA είναι χρήσιμοι επειδή είναι εξαιρετικά ενεργειακά αποδοτικοί.
Οι υπολογιστές που λειτουργούν με DNA μπορεί να πλησιάζουν στο να γίνουν πρακτικές συσκευές.
Ερευνητές σε πανεπιστήμιο της Νότιας Κορέας βρήκαν πρόσφατα έναν τρόπο να δημιουργήσουν ένα τσιπ που βασίζεται σε DNA το οποίο μπορεί να ελέγξει ένας προσωπικός υπολογιστής για να εκτελέσει υπολογισμούς, σύμφωνα με μια νέα ερευνητική εργασία. Η ομάδα χρησιμοποίησε τρισδιάστατη εκτύπωση για να κατασκευάσει ένα τσιπ, το οποίο μπορεί να εκτελέσει τη λογική Boole, μια από τις θεμελιώδεις μεθόδους προγραμματισμού υπολογιστών. Είναι το πιο πρόσφατο βήμα στον αναπτυσσόμενο τομέα της υπολογιστικής DNA, ο οποίος έχει σταματήσει εδώ και δεκαετίες αλλά δείχνει πολλά υποσχόμενα.
"Σε αντίθεση με τους ψηφιακούς υπολογιστές, οι υπολογιστές DNA δυνητικά ενισχύουν και επεκτείνουν τις δυνατότητές μας για να υπερβούμε τα ηλεκτρονικά στο μέλλον", ο Hieu Bui, καθηγητής που μελετά υπολογιστές DNA στο Καθολικό Πανεπιστήμιο της Αμερικής και δεν συμμετείχε στη μελέτη, είπε στο Lifewire σε μια συνέντευξη μέσω email.
Για παράδειγμα, είπε ο Bui, ένας υπολογιστής DNA "μπορεί να επεξεργάζεται βιοδείκτες όπως αλληλουχίες DNA ή RNA ως είσοδο και να παράγει χρήσιμες βιοπληροφορίες (δηλαδή, αριθμούς κυττάρων, τύπους αίματος κ.λπ.) ως έξοδο."
DNA που μπορεί να υπολογιστεί
Το DNA είναι η δίκλωνη έλικα που περιέχει όλες τις γενετικές μας πληροφορίες. Οι μεμονωμένες μονάδες DNA έχουν ζεύγη μορίων που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εκτέλεση υπολογισμών για τον υπολογισμό του DNA.
Στη νέα τους εργασία, οι επιστήμονες στο Εθνικό Πανεπιστήμιο Incheon στην Κορέα λένε ότι βρήκαν ένα προγραμματιζόμενο μικρορευστο τσιπ με βάση το DNA που μπορεί να ελέγξει ένας προσωπικός υπολογιστής. Το τσιπ διαθέτει σύστημα βαλβίδας που λειτουργεί με κινητήρα που μπορεί να λειτουργήσει χρησιμοποιώντας υπολογιστή ή smartphone.
"Ελπίζουμε ότι οι CPU που βασίζονται σε DNA θα αντικαταστήσουν τις ηλεκτρονικές CPU στο μέλλον επειδή καταναλώνουν λιγότερη ενέργεια, κάτι που θα βοηθήσει στην υπερθέρμανση του πλανήτη", δήλωσε ο Youngjun Song, ο οποίος ηγήθηκε της μελέτης, σε δελτίο τύπου. "Οι CPU που βασίζονται σε DNA παρέχουν επίσης μια πλατφόρμα για σύνθετους υπολογισμούς όπως λύσεις βαθιάς μάθησης και μαθηματικά μοντέλα."
Bui αποκάλεσε τη νέα εφημερίδα από το Incheon "ένα πολλά υποσχόμενο σημάδι για την τεχνολογία που έχει εξελιχθεί από τις αρχές της δεκαετίας του 1980."
Οι υπολογιστές που βασίζονται στο DNA είναι χρήσιμοι επειδή είναι εξαιρετικά ενεργειακά αποδοτικοί, ακόμη και όταν επεξεργάζονται τεράστιες ποσότητες δεδομένων, επειδή βασίζονται σε βιολογικές διεργασίες και όχι σε ηλεκτρική ενέργεια, είπε ο υπεύθυνος στρατηγικής δεδομένων Nick Heudecker σε μια συνέντευξη στο Lifewire.
"Οι υπολογιστές DNA είναι επίσης ανθεκτικοί σε σύγκριση με τις παραδοσιακές αρχιτεκτονικές υπολογιστών", είπε. "Ανεξάρτητα από τις επιτυχίες του, οι παραδοσιακοί υπολογιστές είναι εύθραυστοι. Απαιτείται προσεκτική διαχείριση των συνθηκών, των περιβαλλόντων και των εισροών για την επίτευξη οποιασδήποτε μορφής επιτυχίας."
Ελπίζουμε ότι οι CPU που βασίζονται σε DNA θα αντικαταστήσουν τις ηλεκτρονικές CPU στο μέλλον επειδή καταναλώνουν λιγότερη ενέργεια, κάτι που θα βοηθήσει στην υπερθέρμανση του πλανήτη.
Επειδή είναι ένα βιολογικό σύστημα, το DNA είναι ικανό να ελέγχει σφάλματα και να επισκευάζεται μόνος του, καθιστώντας το ιδανική πλατφόρμα αποθήκευσης δεδομένων και υπολογιστών, είπε ο Heudecker.
"Αυτή η εγγενής ανθεκτικότητα, σε συνδυασμό με την πυκνότητα αποθήκευσης, βάζει τον υπολογισμό DNA σε μοναδική θέση σε σχέση με άλλες επιλογές υπολογιστών, όπως ο κβαντικός υπολογισμός", πρόσθεσε.
Μετατροπή του DNA σε μηχανές
Πολλές εταιρείες προσπαθούν να χρησιμοποιήσουν την τεχνολογία DNA για να φτιάξουν χρήσιμους υπολογιστές, είπε ο Heudecker.
Το startup CATALOG, για παράδειγμα, ισχυρίζεται ότι έχει μια μοναδική μέθοδο για την κωδικοποίηση δεδομένων ως DNA που χρησιμοποιεί μια προσέγγιση χαμηλότερου κόστους. Η εταιρεία ισχυρίζεται ότι έχει κωδικοποιήσει με επιτυχία όλο το κείμενο της αγγλικής Wikipedia σε συνθετικό DNA.
Η Η Helixworks κατασκευάζει έναν μηχανισμό επισήμανσης με βάση το DNA που μπορεί να αναγνωρίσει φυσικά στοιχεία και να αποδείξει την προέλευσή τους, είπε ο Heudecker. Το προϊόν, HelixID, επιτρέπει στους κατασκευαστές να ενσωματώνουν λεπτομερείς πληροφορίες προϊόντος σε έναν κλώνο DNA, όπως σειριακό αριθμό, αριθμούς παρτίδας ή παρτίδας και ημερομηνίες λήξης απευθείας σε πράγματα όπως τρόφιμα και ποτά, φαρμακευτικά προϊόντα και υφάσματα, είδη ένδυσης και είδη πολυτελείας.
Μερική τεχνολογία DNA βρίσκεται ακόμα στην πρώιμη ερευνητική φάση. Η Micron Technology εργάζεται για την αποθήκευση δεδομένων DNA ως μια νέα μορφή μνήμης, που ονομάζεται Μνήμη Νουκλεϊκού Οξέος (NAM). Η Microsoft συνεργάζεται με το Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον και έχει επιδείξει αποθήκευση και ανάκτηση δεδομένων DNA.
Αλλά οι πρακτικοί υπολογιστές DNA απέχουν πιθανώς περίπου δέκα χρόνια από το να βγουν στα ράφια των καταστημάτων, είπε ο Heudecker.
"Οι τρέχουσες τεχνολογίες αλληλουχίας και σύνθεσης DNA είναι πολύ ακριβές και αργές για να ανταγωνιστούν την παραδοσιακή υπολογιστική υποδομή", είπε.
