Коли ми чуємо або читаємо термін днк, то на думку відразу ж приходить спиралевидная структура, що складається з двох ланцюжків органічних молекул, в якій закодована вся наша генетична інформація. Ця інформація укладена в послідовності основ, базових видів органічних молекул, які з’єднуються один з одним, формуючи як кожен ланцюжок, так і зв’язки між підставами паралельних ланцюжків. Вченим вже давно відомо, що механізм, що лежить в основі структури молекулднк можна використовувати для виконання складних математичних обчислень, і ці знання свого часу лягли в основу відносно нового напрямку так званих днк-обчислень.
Складна структура молекул днк визначає те, що для виконання навіть найпростіших обчислень потрібне проведення послідовності з декількох хімічних реакцій, в кожній з яких використовуються різні набори коротких ланцюжків днк. У більшості випадків такі операції виконуються практично вручну, розчини, що містять певні види днк, подаються один за іншим в порожнину мікроскопічного реактора.
Великою підмогою в цій справі стали мікрожідкостние чіпи, що містять мережі мікроскопічних каналів, об’єднаних в спеціальну схему за допомогою не менше мікроскопічних керуючих елементів, таких, як насоси, клапани і т. П. Але, незважаючи на появу таких чіпів і всіляких лабораторій-на-чіпі, які є ще більш складними пристроями, область днк-обчислень поки ще знаходиться в зародковому стані.
Проте, деякий, нехай і невеликий рух вперед в цій області вже спостерігається в останні роки. І черговим великим досягненням є робота групи вчених з державного університету в інчхоні, південна корея, які создаліпрограмміруемую микрожидкостную систему, що функціонує під управління комп’ютера. По суті, свого роду днк-співпроцесор для процесора традиційного комп’ютера.
Звичайно, повноцінним співпроцесором, таким, як графічні і математичні співпроцесори, цей чіп назвати ще не можна. Пристрій, виготовлений за допомогою високоточної тривимірної друку, здатний зараз виконувати лише булівські логічні операції, в яких використовуються початкові дані, на основі яких за певною формулою вираховується результуюче значення. В якості формули для обчислень (або аналога схеми електронногологического елемента) виступає структура одноланцюгового днк-шаблону. Друга одноланцюгова частина виступає в ролі сховища вихідних даних. Коли ці дві частини з’єднуються і формують повноцінну подвійну спіраль днк, то довжина вийшла ланцюжка і є результатом розрахунків логічної операції.
Те, що робить новий чіп унікальним – це його система мікроклапанів, яка може управлятися комп’ютером, смартфоном і навіть мікроконтролером. Зараз цей чіп, який, по суті, являє собою базовий універсальний логічний елемент, завдяки розвиненій системі керуючих клапанів, з досить високою швидкістю здатний виконувати досить складні комбінації логічних операцій. А якщо почати об’єднувати такі чіпи в ще більш складну систему, то сложностьвиконуваних системою математичних операцій буде рости по експоненціальної залежності.
“наші майбутні дослідження будуть зосереджені не тільки на ускладненні мікрорідинних систем” – пишуть дослідники, – “ми також плануємо створити цілу бібліотеку днк-функцій, на основі якої можуть бути побудовані алгоритми. Також ми займемося проблемою створення систем зберігання інформації на основі днк, які в майбутньому стануть одним з компонентів днк-комп’ютера”.
ключові слова: днк, чіп, мікрорідинний, канал, клапан, управління, днк, обчислення, операції, процесор, комп’ютер
першоджерело
інші новини по темі:
Днк-комп’ютери зможуть допомогти організму людини боротися з вірусами
Створені логічні елементи на основі нейристорів, виготовлених з двовимірних …
Дослідники створили електронний логічний елемент, що складається з єдності …
Створено перший у своєму роді універсальний перепрограмований комп’ютер на б …
