تبلیغات
برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات. - چطور کامپیوتر‌های DNA کار خواهند کرد؟

برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات.

دایره المعارف تاسیسات برق (اطلاعات عمومی برق)

ساخت و طراحی پردازشگر‌های سیلیکونی دیر یا زود به پایان خود می‌رسد و محدوده سرعت آن‌ها در ابعادی که روز به روز کوچکتر می‌شود، روزی به بن‌بست می‌رسد

اگر دانشمندان به دنبال راهی برای گذر از این مانع باشند، راه حل را باید در جستجو برای ماده‌ای متفاوت برای ساخت پردازشگر بیابند. شاید باورتان نشود دانشمندان راه حل را در کجا جستجو کرده‌اند!

هزاران کامپیوتر طبیعی در بافت‌های موجودات زنده وجود دارد. DNA که ماده سازنده ژن‌های بدن ما است می‌تواند محاسباتی با حجم و سرعت بیشتر از سریع‌ترین کامپیوتر‌های ساخت بشر را انجام دهد. همین DNA می‌تواند روزی در کامپیوتر منزل شما مورد استفاده قرار گیرد. DNA نه تنها توانایی پردازش و انجام عملیات را دارد، بلکه می‌تواند میلیون‌ها برابر بیشتر از کامپیوتر شخصی شما اطلاعات ذخیره کند!

کامپیوتر DNA را هنوز نه تنها در مغازه‌ها بلکه در لابراتوار‌های پیشرفته نیز نمی‌توانید پیدا کنید. ولی فن‌آوری آن هنوز در دست تکمیل است و ایده آن کمی بیش از ده سال قدمت دارد.

در 1994 لئونارد آدلمن (Lonard Adleman) پیشنهاد استفاده از DNA در حل مسائل ریاضی را داد. آدلمن که یکی از محققان دانشگاه کالیفورنیای جنوبی بود؛ بعد از انجام یک سری تحقیقات دریافت که DNA توانایی انجام محاسبات ریاضی را دارد. در حقیقت DNA در انجام ذخیره اطلاعات شباهت زیادی به هارد دیسک کامپیوتر دارد.

آدلمن را حتی کاشف این خاصیت می‌نامند. مقاله او در ژورنال Science‌ در سال 1994؛ به توضیح این پرداخت که چگونه می‌توان از DNA برای حل مسئله «مسیر همیلتن» استفاده کرد. مسیرهمیلتن یکی از مسائل قدیمی نظریه گراف‌ها در ریاضیات جدید است که به مسئله ماهی‌گیر نیز معروف است. هدف مسئله پیدا کردن نزدیک ترذین راه بین چند شهر است بدون اینکه از یک شهر دوبار گذر کنیم. با اضافه کردن تعداد شهر‌ها مسئله پیچیده‌تر و سخت‌تر می‌شود.

آدلمن این مسئله را با هفت شهر و با کامپیوتر DNA انجام داد. قدم‌هایی که او برای اینکار انجام داد عبارتند از:

• او رشته‌های داخل DNA ها را به عنوان شهر‌ها انتخاب کرد. در ژنتیک، کد‌ها با حروف A، T، C و G مشخص می‌شوند. ترکیب این حروف شهر‌ها و مسیر‌های گذر از آن‌ها را مشخص می‌کرد.
• هر کدام از این مولکول‌هایی که یک مسیر را مشخص می‌کند به متصل شدن به هم جواب‌های احتمالی مسئله را نشان می‌دهند.
• جواب‌های اشتباه طی یک واکنش شیمیایی از بین می‌روند.

این آزمایش نشان داد که DNA قابلیت انجام محاسبات ریاضی را دارد ولی استفاده از آن‌ها در این حد هرگز نمی‌تواند با کامپیوتر‌های سیلیکونی رقابت کند. آدلکن چندین روز برای مرتب کردن جواب‌ها وقت صرف کرد در حالی که هدف او ساخت کامپیوتر DNA بود که سریع کار کند و نیازی به دخالت انسان نداشته باشد.

سه سال بعد از آزمایش آدلمن ؛ گروهی از دانشگاه روچستر یک درگاه منطقی (LogicGate) با استفاده از DNA ساختند. درگاه منطقی قسمتی از پردازشگر است که دستور‌های باینری و نرم افزاری را به سیگنال‌های قابل پردازش تبدیل می‌کند.

کار این تیم نیز قدمی دیگر برای رسیدن به هدف آدلمن بود. آن‌ها با استفاده از تکه‌های DNA و ترکیب‌ آن‌ها به صورت‌های مختلف سیگنال‌های ژنتیکی تولید می‌کردند. برای مثال دستور منطقی «And» یا «و» با اتصال دو DNA به هم توسط واکنشی شیمیایی انجام می‌شد.

دانشمندان پیشبینی کرده‌اند که ساخت همچنین کامپیوتری سال‌ها طول خواهد کشید ولی این نوع پردازش دقت و سرعت بالاتری دارد.

کلید برتری DNA نسبت به کامپیوتر‌های سیلیکونی، کوچک بودن آن‌هاست. چند گرم DNA‌می‌تواند بیشتر از تمام کامپیو‌تر‌های ساخته شده در تاریخ اطلاعات ذخیره کند!

شاید کامپیوتر‌های DNA نتوانند ایمیل بفرستند و روی آن‌ها بازی فوتبال نصب کرد؛ ولی در عوض سازمان‌های اطلاعاتی با استفاده از آن‌ها می‌توانند اطلاعات رمز‌ها را ذخیره و بازخوانی کنند و شرکت‌های هواپیمایی از آن‌ها برای پردازش اطلاعات مسیر‌های پرواز استفاده کنند. مطالعه روی این نوع فن‌آوری‌‌ها حتی به درک بهتر از کارکرد مغز و ژن نیز کمک می‌کند.

 

صفحات جانبی

نظرسنجی

    لطفاً نظرات خود را درمورد وبلاگ با اینجانب در میان بگذارید.(iman.sariri@yahoo.com)نتایج تاکنون15000مفید و 125غیرمفید. با سپاس


  • آخرین پستها

آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :