موارد مهم
- یک کشف جدید می تواند از DNA برای ساخت تراشه های کامپیوتری استفاده کند.
- تحقیق آخرین گام در زمینه رو به رشد DNA است که برای چندین دهه متوقف شده است اما نویدبخش است.
- کامپیوترهای مبتنی بر DNA مفید هستند زیرا بسیار کارآمد انرژی هستند.
رایانه هایی که بر روی DNA کار می کنند ممکن است به ابزارهای کاربردی تبدیل شوند.
بر اساس یک مقاله تحقیقاتی جدید، محققان دانشگاهی در کره جنوبی اخیرا راهی برای ایجاد یک تراشه مبتنی بر DNA یافته اند که یک رایانه شخصی می تواند آن را برای انجام محاسبات کنترل کند.این تیم از چاپ سه بعدی برای ساخت تراشه ای استفاده کرد که می تواند منطق بولی را که یکی از روش های اساسی برنامه نویسی کامپیوتری است، اجرا کند. این آخرین گام در زمینه رو به رشد محاسبات DNA است که برای چندین دهه متوقف شده است، اما نویدبخش است.
"بر خلاف کامپیوترهای دیجیتال، کامپیوترهای DNA به طور بالقوه توانایی های ما را افزایش داده و گسترش می دهند تا در آینده فراتر از الکترونیک برویم." هیو بوئی، استادی که محاسبات DNA را در دانشگاه کاتولیک آمریکا مطالعه می کند و در این مطالعه شرکت نداشت، به Lifewire در یک مصاحبه ایمیلی گفت.
برای مثال، Bui گفت، یک کامپیوتر DNA ممکن است نشانگرهای زیستی مانند توالی DNA یا RNA را به عنوان ورودی پردازش کند و اطلاعات زیستی مفیدی (به عنوان مثال، تعداد سلول‌ها، گروه‌های خون و غیره) را به عنوان خروجی تولید کند.
DNA قابل محاسبه
DNA مارپیچ دو رشته ای است که تمام اطلاعات ژنتیکی ما را در بر می گیرد. واحدهای جداگانه DNA دارای جفت مولکول هستند که می توان از آنها برای انجام محاسبات برای محاسبه DNA استفاده کرد.
در مقاله جدید خود، دانشمندان دانشگاه ملی اینچئون در کره می گویند که یک تراشه میکروسیال قابل برنامه ریزی مبتنی بر DNA پیدا کرده اند که یک رایانه شخصی می تواند آن را کنترل کند. این تراشه دارای یک سیستم سوپاپ موتوری است که می تواند با استفاده از رایانه شخصی یا تلفن هوشمند کار کند.
"Youngjun Song" که سرپرستی این مطالعه را بر عهده داشت، در یک بیانیه خبری گفت: "امید ما این است که CPUهای مبتنی بر DNA در آینده جایگزین CPUهای الکترونیکی شوند زیرا انرژی کمتری مصرف می کنند که به گرم شدن کره زمین کمک می کند." CPUهای مبتنی بر DNA همچنین بستری را برای محاسبات پیچیده مانند راه‌حل‌های یادگیری عمیق و مدل‌سازی ریاضی فراهم می‌کنند.»
Bui مقاله جدید اینچئون را "نشانه امیدوارکننده ای برای فناوری که از اوایل دهه 1980 تکامل یافته است." نامید.
نیک هودکر، استراتژیست داده، در مصاحبه ای با لایف وایر گفت: کامپیوترهای مبتنی بر DNA مفید هستند زیرا آنها بسیار کارآمد انرژی هستند، حتی در هنگام پردازش مقادیر انبوه داده، زیرا آنها به جای برق به فرآیندهای بیولوژیکی متکی هستند..
کامپیوترهای DNA در مقایسه با معماری‌های محاسباتی سنتی نیز انعطاف‌پذیر هستند. صرف نظر از موفقیت‌های آن، محاسبات سنتی شکننده است. مدیریت هوشیارانه شرایط، محیط‌ها و ورودی‌ها برای دستیابی به هر شکلی از موفقیت مورد نیاز است.»
امید ما این است که CPUهای مبتنی بر DNA در آینده جایگزین CPUهای الکترونیکی شوند زیرا انرژی کمتری مصرف می کنند که به گرمایش جهانی کمک می کند.
از آنجایی که DNA یک سیستم بیولوژیکی است، قادر به بررسی خطا و تعمیر خود است و آن را به بستری ایده آل برای ذخیره سازی داده و محاسبات تبدیل می کند.
«این انعطاف‌پذیری ذاتی، همراه با چگالی ذخیره‌سازی آن، محاسبات DNA را نسبت به سایر گزینه‌های محاسباتی، مانند محاسبات کوانتومی، در موقعیت منحصر به فردی قرار می‌دهد.»
تبدیل DNA به ماشین
هودکر گفت: بسیاری از شرکت‌ها تلاش می‌کنند از فناوری DNA برای ساخت رایانه‌های مفید استفاده کنند.
برای مثالCATALOG استارتاپی ادعا می کند که روش منحصر به فردی برای رمزگذاری داده ها به عنوان DNA دارد که از رویکردی کم هزینه استفاده می کند. این شرکت ادعا می کند که با موفقیت تمام متن ویکی پدیای انگلیسی را در DNA مصنوعی رمزگذاری کرده است.
Heudecker گفت: Helixworks یک مکانیسم برچسب گذاری مبتنی بر DNA ایجاد می کند که می تواند موارد فیزیکی را شناسایی کرده و منشأ آنها را ثابت کند. این محصول، HelixID، به تولیدکنندگان اجازه می‌دهد تا اطلاعات دقیق محصول را در یک رشته DNA، مانند شماره سریال، شماره‌های سری یا دسته‌ای، و تاریخ انقضا را مستقیماً در مواردی مانند مواد غذایی و نوشیدنی‌ها، داروها، و منسوجات، پوشاک و کالاهای لوکس جاسازی کنند.
برخی از فناوری های DNA هنوز در مرحله تحقیقات اولیه هستند. Micron Technology روی ذخیره سازی داده های DNA به عنوان شکل جدیدی از حافظه به نام حافظه نوکلئیک اسید (NAM) کار می کند. مایکروسافت با دانشگاه واشنگتن همکاری می کند و ذخیره و بازیابی داده های DNA را نشان داده است.
اما رایانه‌های DNA عملی هنوز احتمالاً ده سال تا رسیدن به قفسه‌های فروشگاه‌ها فاصله دارند.
"او گفت: "فناوری های فعلی توالی یابی و سنتز DNA برای رقابت با زیرساخت های محاسباتی سنتی بسیار گران و کند هستند."
