luckyea77 (luckyea77) wrote,
luckyea77
luckyea77

Categories:

Создана вычисляющая ДНК — основа молекулярных компьютеров будущего



Американские ученые собрали прототип шестибитного ДНК-компьютера и научили его более чем 20 классическим алгоритмам. Результат вычислений — в пробирке. Но учить химию программистам будущего не нужно, уверяют создатели.

Вычисляющую ДНК, которая сама собирается в последовательности, соответствующие различным алгоритмам, создали специалисты Калифорнийского технологического института (Калтех). Самосборка — важнейшее свойство этого «молекулярного компьютера», которое открывает дорогу к использованию технологии неспециалистами, подчеркивает один из авторов исследования Эрик Уинфри.

В основе ДНК-компьютера — молекулы, кодирующие по шесть бит информации. Это может быть число (например 100110), правила его изменения, то есть алгоритм, либо фиксация результата.

Команда начала с трех простых алгоритмов. Один определял, является ли введенное число четным или нечетным. Другой — подан ли на ввод «палиндром», который читается одинаково справа налево и слева направо. Третий алгоритм генерировал случайное число.

Важность открытия объясняет один из ведущих авторов статьи об этом в Nature, профессор Дамиен Вудс: «Представьте это как наноприложения. Компьютеры сделала столь полезными именно возможность запускать разные программы, не меняя аппаратную часть. Мы реализуем эту идею в молекулах, по сути, внедряя алгоритм в химию».

В основе вычислений — модификация оригинальной ДНК, поданной «на ввод». Добавьте к ней «вычислитель» — и ряд за рядом в пробирке сформируется «прядь результата».

Если нужен другой результат — достаточно добавить другой набор команд, собранный на основе около 700 блоков, разработанных учеными, сообщает Science Daily.

«Начав эксперименты, мы создали лишь три программы. Но почти сразу мы оценили потенциал системы. Это было то же волнение, которое испытываешь, в первый раз запрограммировав компьютер. Нам стало интересно, на что еще способны эти пряди. И в итоге мы спроектировали и запустили в общей сложности 21 цепь», — говорит Дэвид Доти.

Так, молекулярный компьютер вычисляет кратность трем, сравнивает два числа, умеет считать до 63 (111111 в двоичной системе).

Другие цепи обучили рисовать на «пряди» определенные узоры — зигзаг или двойную спираль, а также случайным образом расположенные ромбы.

Создатели называют гибкость системы ее серьезным преимуществом на фоне других необычных разработок. И Вудс, и Доти до начала работы в проекте были исключительно теоретиками, так что лабораторные навыки пришлось осваивать по ходу дела. Уинфри говорит, что необходимость приобретения навыков в разных дисциплинах — серьезный барьер на входе. «Компьютеры обошли это ограничение после создания машин, которые можно запрограммировать на высоком уровне — так что сегодня программисту не нужно разбираться в физике происходящего внутри транзистора. Цель нашей работы — показать, что молекулярные системы тоже можно программировать на высоком уровне… Так что „молекулярным программистам“ будущего не нужна будет кросс-дисциплинарность, чтобы создавать новое».

Tags: ДНК, компьютер
Subscribe

Posts from This Journal “ДНК” Tag

promo luckyea77 june 21, 2015 20:04 30
Buy for 10 tokens
В этой записи я буду давать ссылки на посты с лекциями и уроками в этом блоге: Учебные материалы и тесты: 11 ресурсов для бесплатного образования Проект "Лучшие кадры лучшей страны" Онлайн-курсы по высоким технологиям и инновациям Дистанционное образование в России (среднее профессиональное…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 0 comments