Molekuláris számítógépek
További Tudomány cikkek
Biológia és informatika
Paul Allen és Bill Gates |
A biológiailag inspirált informatika szintén az elmúlt években vált egyre meghatározóbb diszciplínává. A Microsoft-társalapító Paul Allen szerint elsősorban a neuronok közötti kommunikáció, az agyműködés megértését teszi majd lehetővé. Természetesen más élettani jelenségek alaposabb, pontosabb tanulmányozását is: evolúcióét, immunrendszerét, rovarrajok viselkedését, majd a megfigyeltek alapján új típusú, az ellesett mintákat reprodukáló, azaz a természet számítási folyamatait, a "biológiai gondolkodást" utánzó computerek fejlesztését. Ezek a gépek azonban - annak ellenére, hogy élő modellt kopíroznak - nem tartalmaznak élő anyagot, például tényleges DNS-t, s ezért a biológiailag inspirált informatika sem azonos a biomolekuláris informatikával.
A fejlesztések azonban meglehetősen kísérleti stádiumban tartanak, és a molekuláris számítógép egyelőre inkább tűnik tudományos-fantasztikumnak, mint valóságnak. Például nincs még kidolgozva, miként küszöbölhető ki a spontán molekula-visszarendeződés, azaz, hogyan tarthatók fenn az adott állapotok.
Az agyműködés leképezése
A biomolekuláris informatika lehetővé tenné, hogy a neuronok közötti jelzések rögzítése mellett - ami már kivitelezhető -, a jelzésekben tartalmazott információt is értsük, figyelembe véve az adott idegsejt üzenetét befolyásoló többszáz, néha többezer hozzákapcsolódó neuron tevékenységét. Rendkívül összetett, időigényes, más tudományterületek, így az MI-kutatás eredményeit (ismeretábrázolás, következtetés, természetesnyelv-feldolgozás, stb.) szintén integráló feladat.
Biochip |
"Az agy információfeldolgozásának, döntéshozásának a megértése drámai változásokat fog előidézni a számítógép-programok problémakezelési módjában, a hardware-fejlesztésben, és a nagy, komplex hálózatok tervezésében is" - prognosztizál Allen.
DNS-gépek
"Az élet hatékonyabb, és sokkal több számításra képes, mint bármely általunk teremtett eszköz" - nyilatkozta Peter Bentley (University College, London). "A DNS-számítógép potenciálisan több-billió műveletet hajt végre egyszerre."
Leonard Adleman |
Az ideális alkalmazás a nanotechnológiai elképzelésekben gyakran felvázolt úgynevezett sejtdoktor (doctor in a cell) lenne: a láthatatlan biomolekuláris számítógép az emberi testben, sejtjeinkben tevékenykedne. Adatokat elemezne, betegségeket diagnosztizálna, végül - a megfelelő molekulák egyesítésével - gyógyítana.
Az első DNS-re épülő, a computernél egyszerűbb, a valós életben esetleg - egyszer majd - hasznosítható szerkezetek azonban sokkal "földhözragadtabbak". Egyelőre csak annyira képesek, mint egy közönséges zsebszámológép. Két szerbiai születésű, az Egyesült Államokban élő és dolgozó tudós, Milan Stojanovic (Columbia Egyetem, New York) és Darko Stefanovic (Új-mexikói Egyetem, Albuquerque) 2003-as enzim-alapú amőbája a legismertebb közülük.
Enzim transzlátor |
Stojanovic szerint a biomolekuláris szerkezetek egyelőre (és még nagyon sokáig) nem veszik fel a versenyt a szilícium-alapúakkal. Legyártásuk jelenti a legfőbb akadályt, de a designer enzimekre vonatkozó felfedezésekre szintén szükség lenne. Viszont a biológiai folyamatok kontrollálásában egyre fontosabb szerepet szánna nekik.
A jelenlegi fejlesztéseket az Egyesült Államok Nemzeti Tudományos Alapítványa és a Nemzeti Egészségügyi Intézet is támogatja anyagilag. A NASA szintén érdeklődik.