Биологический компьютер для кодирования изображений

Когда мы спросили у Кейнан, как выглядит его биокомпьютер, он засмеялся: «Он не совсем фотогеничный». Этот компьютер сконструирован путем добавления различных химических компонентов в раствор в пробирке: различные небольшие молекулы ДНК, смешанные в растворе со специально отобранными ДНК-ферментами и молекулами АТФ (последние используются в качестве источника энергии такого «устройства»). «Это прозрачный раствор», говорит Кейнан. «Молекулы начинают взаимодействовать между собой, а мы в стороне это наблюдаем». Сочетая разные ДНК-ферменты, ученые могут настраивать процесс на желаемый результат.

«Наша биологическая машина основана на 75-летнем дизайне, разработанном английским математиком, криптоаналитик и специалистом по информатике Аланом Тьюрингом. Он имел значительное влияние на становление информатики, формализуя понятия алгоритмов и вычислений и сыграл значительную роль в создании современного компьютера. Тьюринг убедительно показал, что используя эту модель можно проводить любые вычисления. Вход в машине Тьюринга — длинная лента, содержащая серии символов и букв, напоминающие ленту молекулы ДНК. Головка считывает, движется от одной буквы к другой и при каждой остановке выполняет четыре действия: 1) считывания буквы, 2) замена этой буквы другой; 3) изменение его внутреннего состояния, 4) переход к следующей букве. Перечень инструкций — известны как правила замены — это ПО, которое диктует эти действия. Наше устройство основанное на модели конечного автомата, который является упрощенной версией машины Тьюринга.

Теперь, показав жизнеспособность биокомпьютера, может ли он стать конкурентом электронных родственников?

«Такой растущий интерес к биомолекулярным вычислительным машинам оклеветанный НЕ надеждами о том, что когда-нибудь они станут конкурировать с электронными компьютерами, которые дают нам возможность традиционно с высокой скоростью, точно и с большой мощностью решать задачи. Главные преимущества биомолекулярных компьютеров над электронными касающиеся их других свойств ».

Как показано в этой работе, большое количество информации можно закодировать и хранить в ДНК-молекулах. И хотя каждый вычислительный шаг такой машины медленнее потока электронов в электронном компьютере, тот факт, что триллионы таких химических шагов выполняются параллельно, делает целом вычислительный процесс быстрее. Учитывая факт, что существующая технология микрочипов позволяет сохранять миллионы пикселей на одном чипе, количество потенциальных изображений, которые можно закодировать в таких чипах, астрономически растет.

28.04.2015

Поделиться в соц. сетях

Опубликовать в Google Buzz
Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники

Добавить комментарий