این اختراع شگفت انگیز جهان را تکان خواهد داد - وبلاگ برداری

به گزارش وبلاگ برداری، قرن هاست که DNA یا اسید دی اکسی ریبونوکلئیک به عنوان نوعی دستورالعمل زندگی شناخته می گردد که علاوه بر آنکه الگوهایی را برای مجموعه وسیعی از ساختارهای شیمیایی ارائه می نماید، بلکه به نحوی ابزاری برای مدیریت فراوری آنها نیز به شمار می رود.

غزال زیاری: در سال های اخیر، مهندسان نقش تازه ای از توانایی های منحصر به فرد مولکول های DNA یافته اند و آنها را به عنوان پایه ای برای کامپیوترهای بیولوژیکی به کار می برند. با گذشت سی سال از ارائه اولین نمونه های ابتدایی، بیشتر کامپیوترهای DNA برای پردازش چند الگوریتم ساده، به مشکل برمی خورند.

حالا تیمی از محققان چینی به یک مدار مجتمع DNA (یعنی DIC) دست یافته اند که هدف کلی تری را دنبال می نماید. گیت های کامپیوتر مایع آنها می تواند 100 میلیارد مدار را تشکیل دهد که این حکایت از یک تطبیق پذیری حیرت آور دارد که هر یک از این گیت ها قادرند تا برنامه خود را اجرا نمایند.

پتانسیل های پیش رو

محاسبات کامپیوتری DNA پتانسیل ایجاد ماشین هایی را دارد که جهش های حیرت انگیزی در زمینه سرعت و ظرفیت ارائه داده و مثل محاسبات کوانتومی، رویکردهای مختلفی برای اتخاذ پیش روی افراد قرار می دهد.

این بار دانشمندان در پی ساخت چیزی بودند که نسبت به کوشش های قبلی، سازگاری بیشتری داشته باشد و طیف گسترده تری از کاربردهای بالقوه را در بر گیرد. این محققان در مقاله منتشر شده شان نوشتند: قابلیت برنامه ریزی و مقیاس پذیری، دو فاکتور مهم و کلیدی در دستیابی به محاسبات همه منظوره هستند. قابلیت برنامه ریزی، این امکان را برای دستگاه فراهم می نماید تا الگوریتم های مختلف را انجام داده و مقیاس پذیری دستگاه را قادر می سازد تا با افزودن منابع به سیستم، امکان مدیریت حجم زیادی از کار را داشته باشد.

اعضای تیم برای حرکت در این مسیر، برروی چیزی که آرایه های دروازه ای قابل برنامه ریزی مبتنی بر DNA (DPGA) نامیده می گردد، متمرکز شدند: بخش های کوتاهی از DNA که درکنار هم ثابت شده اند تا ساختارهای بزرگتری را ایجاد نمایند و در نهایت می توان آنها را در مدارهای مجتمع از ترکیب های مختلف به کار گرفت.

• کهکشان نادری که در نوار کیهانی رمزآلود پیچیده شده
• پرده از اسرار نقاشی های مصر باستان برداشته شد!

این DPGA ها با ترکیب رشته های DNA با مایع بافر در لوله های آزمایش و با تکیه بر واکنش های شیمیایی برای ایجاد پیوست ها و ترکیب های مورد احتیاج برای ساخت DIC هایی که محققان درنظر داشتند، ساخته شدند.

در عین حال به بعضی مدل سازی های دقیق دیگر نیز احتیاج بود تا نحوه مدیریت سیگنال های ورودی و خروجی و اجرای توابع منطقی، دقیقا مثل یک کامپیوتر استاندارد تعیین شوند. به علاوه مدارهای بزرگتری که برای یک DPGA بیش از حد بزرگ بودند، به اجزای سازنده ای برای ساخت تقسیم شدند.

کاربردهای مختلف این کامپیوتر

به عنوان مثال، دانشمندان در جریان آزمایش هایشان توانستند تا مدارهایی را برای حل معادلات درجه دوم و ریشه های مربع ایجاد نمایند. طبق گفته محققان در ادامه این مسیر، این سیستم ها را می توان در اهداف مختلف دیگری مثل تشخیص بیماری ها مورد استفاده قرار داد.

گفتنی است که سیستم های آزمایش، اندازه تضعیف سیگنال یا کاهش تدریجی قدرت سیگنال ها در حین حرکت را نشان ندادند. این یکی از بخش های کلیدی در توانایی ساخت رایانه های DNA است که توانایی مقیاس پذیری و سازگاری را دارا هستند.

البته هنوز مسیری طولانی در راستای تحقق توانایی های کامل محاسبات با DNA وجود دارد ولی در سال های اخیر دانشمندان گام های مهم و بزرگی را در راستای اصلاح این سبک بیولوژیک ذخیره سازی برداشته اند تا از آن در راستای کارهای محاسبات معمولی بهره ببرند.

محققان دراین باره نوشتند: توانایی ادغام شبکه های DPGA در مقیاس های بزرگ و بدون آنکه سیگنال های آنها ضعیف گردد، یک گام بزرگ به سمت محاسبات DNA همه منظوره خواهد بود.

منبع: sciencealert

5858