Előd
7 °C
17 °C

Néha úgy érzed, mintha két valóság létezne?

Több infó

Támogasd a független újságírást, támogasd az Indexet!

Nincs másik olyan, nagy elérésű online közéleti médiatermék, mint az Index, amely független, kiegyensúlyozott hírszolgáltatásra és a valóság minél sokoldalúbb bemutatására törekszik. Ha azt szeretnéd, hogy még sokáig veled legyünk, akkor támogass minket!

Milyen rendszerességgel szeretnél támogatni minket?

Mekkora összeget tudsz erre szánni?

Mekkora összeget tudsz erre szánni?

Logikusan gondolkodó DNS-gépek

2009.11.01. 09:21
A DNS-ből és más biológiai molekulából készült számítógépek ma még távol állnak az átlag felhasználótól, a világ néhány speciális laboratóriumában léteznek csak. Izraeli kutatók rájöttek, hogyan lehet e gépecskéket felhasználóbaráttá tenni.

Úgy felhasználóbarátok, hogy közben komplex számításokat végeznek, és bonyolult kérdéseket válaszolnak meg – állítja a Weizmann Intézet (Rehovat, Izrael) Ehud Shapiro professzor által vezetett Biomolekuláris Számítógépek Laboratóriumának két fiatal kutatódiákja, Tom Ran és Shai Kaplan.

A világ első autonóm programozható DNS-számítógépféléjét Shapiro és munkacsoportja kísérletezte ki 2001-ben. Az egyszerű logikai műveleteket végző gép annyira kicsi volt, hogy egybillió belefért volna belőle egy vízcseppbe.

dns1

A szerkezet újabb, 2004-es változata kéncsőben detektálta a rákot, majd egy molekulát küldött rá azzal a céllal, hogy semmisítse meg. A kísérlet előrevetíti a jövőt: valamikor biológia-alapú gépecskéket fecskendeznek az emberi testbe, amelyek egyfajta sejtdoktorként betegségeket azonosítanak, és megakadályozzák további terjedésüket. A majdani biomolekuláris számítógépek ilyen és hasonló izgalmas lehetőségeket válthatnak valóra.

Egyik legfontosabb tulajdonságuk, hogy elvileg számítások millióit képesek párhuzamosan elvégezni. Shapiro és munkatársai jelenleg azon dolgoznak, hogy a parányi gépecskék megtanuljanak logikusan „gondolkodni”.

Szókratész halandósága

DNS-gépüket az Arisztotelészig visszavezethető közismert „ha... akkor” (if... then) dedukcióval tanítják. A klasszikus példa: „Minden ember halandó. Szókratész ember. Következésképpen, Szókratész halandó”. A gépnek beadtak egy szabályt („minden ember halandó”) és egy tényt („Szókratész ember”), mire az helyesen válaszolt a „Szókratész halandó?” kérdésre.

Bonyolultabb kérdéseket is feltettek, több szabállyal, több ténnyel. A DNS-számítógép valamennyire korrekt választ adott, tehát jól következtetett. A válaszadásban fontos szerepet játszik a kutatócsoport által fejlesztett fordítóprogram (compiler): számítógépes program, amely valamely programozási nyelven írt programot képes egy másik programozási nyelvre lefordítani. Jelen esetben a DNS számítási kódot kapcsolja össze egy magasabb szintű programozási nyelvvel.

dns2

A kivitelezés során a kérdés valahogy így hangzott: „Halandó (Szókratész)?” A válasz kiszámításához robotrendszer gyűjtötte össze a szabályokat, tényeket és kérdéseket reprezentáló különböző DNS-szálakat, illetve kereste meg a helyüket egy hierarchikus folyamatban. A választ felvillanó zöld fénybe kódolták. Egyes szálak rendelkeztek a villanófényjelzés biológiai változatával, egy fehérjéhez – de a fehérje által eltakart – kötődő természetes, fluoreszkáló molekulával. A helyes válaszra érzékeny speciális enzim eltüntetve a takarást, szabaddá tette a fényt. A biomolekuláris adatbázist tartalmazó apró vízcseppek egészen bonyolult kérdéseket is megválaszoltak, s a komplex válaszokat ábrázoló színkombinációkban fénylettek.