Найпотужніший комп’ютер одного дня може бути зроблений з живих клітин замість кремнію та дротів.
Найпотужніший комп’ютер одного дня може бути зроблений з живих клітин замість кремнію та дротів. Новий проєкт в Університеті Райса в Техасі працює над тим, щоб втілити це бачення в реальність.
Завдяки гранту в розмірі 1,99 мільйона доларів від Національного наукового фонду, команда розробить інженерні бактеріальні системи, які можуть слугувати основою для біологічних обчислювальних систем.
Світ обчислювальної техніки стоїть на порозі революції: міжнародна команда дослідників працює над створенням так званих «живих комп’ютерів», де роль процесорів виконуватимуть бактерії. Ідея полягає в тому, щоб використати здатність мікроорганізмів до обміну сигналами та адаптації для реалізації логічних операцій, які лежать в основі цифрових систем.
На відміну від класичних кремнієвих мікрочіпів, живі процесори можуть функціонувати в умовах, де традиційна електроніка втрачає ефективність: у біологічних середовищах, екстремальних екосистемах чи навіть всередині людського організму. Для цього вчені планують програмувати бактерії за допомогою синтетичної біології, додаючи їм генетичні «схеми», які працюють за принципами, подібними до логічних вентилів у комп’ютерах.
Такі біологічні процесори можуть виконувати паралельні обчислення, адже колонії мікробів складаються з мільйонів клітин, здатних до взаємодії. Це відкриває перспективи створення систем, що поєднують обчислювальну потужність із можливістю самовідновлення та адаптації. Науковці вважають, що живі комп’ютери зможуть допомогти в біомедицині, наприклад, аналізуючи складні зміни у клітинах і миттєво приймаючи рішення щодо лікування.
Окрім медицини, «живі процесори» можуть знайти застосування у сфері екології. Бактерії з вбудованими генетичними програмами здатні виявляти токсини, розщеплювати забруднювачі та водночас передавати дані про стан навколишнього середовища. Це перетворює їх на живі датчики, що виконують функції аналізу та реагування.
Найбільший виклик у цьому напрямку полягає в контролі над складними біологічними системами. Дослідникам потрібно навчитися керувати поведінкою бактерій так само передбачувано, як інженери працюють із електронними схемами. Проте успіх у цьому завданні може закласти основу нової ери біообчислювальної техніки, де межа між живим і цифровим стане все більш розмитою.
«Окрім діагностики та моніторингу, живі комп’ютери можуть одного дня адаптуватися та розвиватися таким чином, що це перевершить можливості традиційних машин», – сказав Беннетт.