NEXT 1/2007 - Komputer w probówce

Gdy w latach czterdziestych powstawał komputer ENIAC, mało kto zdawał sobie sprawę, jaką wywoła to rewolucję. Także konstruowane w probówce maszyny oparte na DNA znajdują obecnie szereg entuzjastów i tyluż sceptyków wątpiących w ich praktyczne zastosowanie.

Idea stworzenia komputera na bazie mechanizmów biologicznych fascynowała ludzi od dziesięcioleci. Nic dziwnego, w końcu najdoskonalszy znany nam komputer to ludzki mózg zbudowany z białka. Po odkryciu zasad rządzących budową DNA pojawiły się pomysły na konstrukcję komputera wykorzystującą właśnie ten materiał.

Maszyna DNA

Samo pojęcie „komputer” stosowane w odniesieniu do tych rozwiązań jest mylące, dlatego będziemy używać terminu „maszyna DNA”. Takie właśnie określenie pojawia się też w wielu naukowych publikacjach podchodzących sceptycznie do tematu.

Pierwszym eksperymentem otwierającym drogę do opracowania maszyn opartych na DNA było użycie technik biologii molekularnej do rozwiązania problemu komiwojażera. Polega on na znalezieniu najkrótszej drogi, którą można przejść przez określone punkty (miejscowości), mając następujące dane: zestaw punktów pośrednich, punkt początkowy i punkt końcowy. Warunek jest taki, aby przez każdy punkt przechodziło się tylko jeden raz. W eksperymencie przeprowadzonym na Uniwersytecie Kalifornii w 1994 r. każdemu z punktów (dla ułatwienia wykorzystano nazwy amerykańskich miast) przyporządkowano sekwencję DNA. W probówce uzyskano wszystkie dopuszczalne kombinacje kodu DNA odpowiadające różnym możliwym połączeniom od punktu początkowego do punktu końcowego. Następnie metodami analizy chemicznej wybrano rozwiązanie optymalne (najkrótsza długość łańcucha) i spełniające warunki zadania.

Automat skończony

Doświadczenie dowiodło, że za pomocą komputerów DNA można rozwiązywać problemy obliczeniowe i dało impuls do dalszych badań. W 2001 r. prof. Ehud Shapiro z Instytutu Weizmanna w Izraelu, wraz z zespołem, skonstruował w probówce automat skończony, tzn. urządzenie, które na podstawie ciągu znaków wejściowych generuje odpowiedź „tak” lub „nie” i może odpowiedzieć np. na pytanie, czy w danym ciągu jest parzysta liczba jedynek.

W październiku ubiegłego roku pojawiła się kolejna już maszyna DNA (o nazwie MAYA-II), która skutecznie gra w kółko i krzyżyk. Składa się ona z fragmentów syntetyzowanego DNA, luźno pływających w roztworze. Naukowcy z uniwersytetu w Nowym Meksyku oraz z Wydziału Medycznego nowojorskiego Uniwersytetu Columbia wyprodukowali nić genetyczną, która potrafi odpowiadać na ruchy przeciwnika w taki sposób, aby maszyna nie przegrywała. Zarówno komunikacja między graczami, jak i proces obliczeniowy kończący się właściwą odpowiedzią przebiegają we wnętrzu probówek. Programowanie DNA polega na ustaleniu właściwej kombinacji zasad występujących w łańcuchu – adeniny, guaniny, cytozyny oraz tyminy. Aby łatwiej było śledzić ruchy, naukowcy podłączyli całe pole gry, czyli dziewięć szklanych naczyń, do komputera analizującego ich skład chemiczny.

Ocena:    (aby ocenić, musisz się zalogować w serwisie)

 del.icio.us |  Wykop mnie |  Digg this story |  dodajdo.com

• Sprzętowe kodeki audio »
  test porównawczy zintegrowanych kart dźwiękowych
• Dane zawsze pod ręką »
  raport: sposoby synchronizacji danych pomiędzy urządzeniami
• Wspólny Windows »
  jak udostepnic komputer innym osobom
• Czyścimy laptopa »
  jak wyczyścić komputer przenośny
• Dysk internetowy »
  ADRIVE BETA