ساخت کامپیوتر زیستی؛ پردازشی که با باکتری‌ها مسائل پیچیده را حل می‌کند

پژوهشگران در یک گام بلند به سوی آینده فناوری، موفق به ساخت نوعی کامپیوتر زیستی شده‌اند که به‌جای استفاده از تراشه‌های سیلیکونی، از توان محاسباتی باکتری‌های زنده برای حل مسائل پیچیده بهره می‌برد.

ترکیب زیست‌شناسی و علوم کامپیوتر در بایوکامپیوتر

تیم بین‌المللی از دانشمندان در دانشگاه مک‌گیل کانادا، پس از دو دهه تحقیق، سیستمی را طراحی کرده‌اند که می‌تواند با بررسی همزمان مسیرهای مختلف، مسائل محاسباتی دشوار را حل کند. این کامپیوتر زیستی از دو گونه باکتری کلیدی تشکیل شده است:

• اشریشیا کلی (E. coli): برای حرکت‌های پیش‌بینی‌پذیر و قابل اندازه‌گیری.
• ویبریو ناتریجنس (V. natriegens): برای بهره‌گیری از سرعت بالای تکثیر.

این موجودات ریز در شبکه‌ای از تونل‌های فیزیکی حرکت کرده و با تکثیر خود، قدرت پردازش سیستم را به‌صورت موازی افزایش می‌دهند.

حل مسائل ریاضی با سرعت پردازش موازی

برای اثبات کارایی این فناوری، دانشمندان «مسئله جمع زیرمجموعه‌ها» را روی آن آزمایش کردند؛ مسئله‌ای که در کامپیوترهای دیجیتال با افزایش داده‌ها، زمان حل آن به‌صورت نمایی افزایش یافته و ممکن است میلیون‌ها سال طول بکشد.

«کامپیوتر دستگاهی است که اعداد ورودی را دریافت کرده و خروجی تحویل می‌دهد؛ هر تعریف دیگری صرفاً استعاری است.»

برخلاف پردازنده‌های سنتی که دستورات را به‌صورت متوالی اجرا می‌کنند، کامپیوتر زیستی با استفاده از حرکت و تکثیر باکتری‌ها، تمام احتمالات را به‌طور همزمان بررسی می‌کند.

آیا آینده متعلق به پردازش‌های بیولوژیک است؟

اگرچه سرعت این سیستم از رایانه‌های دیجیتال کمتر است، اما مزیت بزرگ آن عدم نیاز به حافظه دسترسی تصادفی (RAM) است. دانشمندان معتقدند با بزرگ‌تر شدن ابعاد این سیستم، حتی امکان اجرای بازی‌های کلاسیکی مانند Doom نیز فراهم خواهد شد.

این دستاورد علمی که در ژورنال معتبر Nature منتشر شده است، می‌تواند تعریف ما از محاسبات را تغییر داده و راهکارهای جدیدی برای بحران کمبود حافظه در جهان ارائه دهد.