Ключевые выводы
- Новое открытие может использовать ДНК для создания компьютерных чипов.
- Исследование является последним шагом в растущей области ДНК, которая застопорилась на десятилетия, но подает большие надежды.
- Компьютеры на основе ДНК полезны, потому что они чрезвычайно энергоэффективны.
Компьютеры, работающие на ДНК, могут стать практическими устройствами.
Исследователи из южнокорейского университета недавно нашли способ создать чип на основе ДНК, которым персональный компьютер может управлять для выполнения вычислений, говорится в новом исследовательском документе. Команда использовала 3D-печать для изготовления чипа, который может выполнять булеву логику, один из фундаментальных методов компьютерного программирования. Это последний шаг в растущей области ДНК-вычислений, которая застопорилась на десятилетия, но подает большие надежды.
«В отличие от цифровых компьютеров, ДНК-компьютеры потенциально улучшают и расширяют наши возможности, чтобы в будущем выйти за рамки электроники», - Хиеу Буи, профессор, изучающий ДНК-вычисления в Католическом университете Америки и не участвовавший в исследовании, сказал Lifewire в интервью по электронной почте.
Например, сказал Буй, ДНК-компьютер «может обрабатывать биомаркеры, такие как последовательности ДНК или РНК, в качестве входных данных и выдавать полезную биоинформацию (т. е. количество клеток, группы крови и т. д.) в качестве выходных данных».
ДНК, которая умеет считать
ДНК - это двухцепочечная спираль, содержащая всю нашу генетическую информацию. Отдельные единицы ДНК имеют пары молекул, которые можно использовать для выполнения вычислений ДНК.
В своей новой статье ученые из Инчхонского национального университета в Корее говорят, что они нашли программируемый микрофлюидный чип на основе ДНК, которым может управлять персональный компьютер. Чип имеет систему клапанов с электроприводом, которой можно управлять с помощью ПК или смартфона.
«Мы надеемся, что процессоры на основе ДНК заменят электронные процессоры в будущем, потому что они потребляют меньше энергии, что поможет с глобальным потеплением», - сказал в пресс-релизе руководитель исследования Юнджун Сонг. «ЦП на основе ДНК также обеспечивают платформу для сложных вычислений, таких как решения для глубокого обучения и математическое моделирование».
Буй назвал новую бумагу из Инчхона «многообещающим знаком для технологии, которая развивалась с начала 1980-х годов».
Компьютеры на основе ДНК полезны, потому что они чрезвычайно энергоэффективны даже при обработке огромных объемов данных, потому что они полагаются на биологические процессы, а не на электричество, сказал в интервью Lifewire специалист по стратегии обработки данных Ник Хьюдекер.
«Компьютеры ДНК также более устойчивы по сравнению с традиционными вычислительными архитектурами, - сказал он. «Несмотря на свои успехи, традиционные вычисления хрупки. Для достижения любого успеха требуется внимательное управление условиями, средами и входными данными».
Мы надеемся, что процессоры на основе ДНК заменят электронные процессоры в будущем, потому что они потребляют меньше энергии, что поможет с глобальным потеплением.
Поскольку это биологическая система, ДНК способна проверять ошибки и самовосстанавливаться, что делает ее идеальной платформой для хранения данных и вычислений, сказал Хьюдекер.
«Эта присущая отказоустойчивость в сочетании с плотностью хранения данных ставит ДНК-вычисления в уникальное положение по сравнению с другими вариантами вычислений, такими как квантовые вычисления», - добавил он..
Превращение ДНК в машины
Многие компании пытаются использовать технологию ДНК для создания полезных компьютеров, сказал Хойдекер.
Стартап CATALOG, например, утверждает, что у него есть уникальный метод кодирования данных в виде ДНК, который использует более дешевый подход. Компания утверждает, что успешно закодировала весь текст английской Википедии в синтетическую ДНК.
Helixworks создает механизм маркировки на основе ДНК, который может идентифицировать физические предметы и доказывать их происхождение, сказал Хьюдекер. Продукт HelixID позволяет производителям встраивать подробную информацию о продукте в цепь ДНК, такую как серийный номер, номер партии или партии, а также сроки годности, непосредственно в продукты питания и напитки, фармацевтические препараты, текстиль, одежду и предметы роскоши.
Некоторые технологии ДНК все еще находятся на ранней стадии исследований. Micron Technology работает над хранением данных ДНК в виде новой формы памяти, называемой памятью нуклеиновых кислот (NAM). Microsoft сотрудничает с Вашингтонским университетом и продемонстрировала хранение и извлечение данных ДНК.
Но практические ДНК-компьютеры, вероятно, еще лет через десять появятся на прилавках магазинов, сказал Хойдекер.
«Существующие технологии секвенирования и синтеза ДНК слишком дороги и медленны, чтобы конкурировать с традиционной вычислительной инфраструктурой», - сказал он.
