Eonima je dezoksiribonukleinska kiselina (DNK) služila kao neka vrsta uputstva za život, pružajući ne samo šablone za široku lepezu hemijskih struktura, već i sredstvo za upravljanje njihovom proizvodnjom. Poslednjih godina inženjeri su istraživali jedinstvene sposobnosti ovog molekula kao osnovu za biološki računar. Ipak, uprkos tome što je prošlo 30 godina od prvog prototipa, većina DNK računara jedva je uspevala da procesira nekoliko namenskih algoritama.
Tim istraživača iz Kine nedavno je smislio DNK integrisano kolo (DIC) koje ima mnogo širu primenu. Vratnice njihovog tečnog računara mogu da formiraju neverovatnih 100 milijardi integrisanih kola, od kojih je svako sposobno da pokreće sopstveni program. DNK računarstvo ima potencijal za značajne skokove u brzinama i kapacitetima, i kao i kod kvantnog računarstva, postoje različiti pristupi koji se mogu primeniti. U ovom slučaju su naučnici želeli da naprave nešto što bi bilo fleksibilnije od prethodnih verzija, sa širim spektrom potencijalnih upotreba.
„Programabilnost i skalabilnost su dva kritična faktora u dostizanju računarstva opšte namene,“ pišu istraživači u svom objavljenom radu. „Programabilnost omogućava specifikaciju uređaja za pokretanje različitih algoritama, dok skalabilnost omogućava rukovanje sve većom količinom posla nadogradnjom sistemskih resursa.“ Da bi ovo postigao, tim se fokusirao na ono što su nazvali ‘programabilni nizovi vratnica’ koji su zasnovani na DNK ili DPGA; reč je o kratkim segmentima DNK fiksiranih tako da stvaraju veće strukture, koje se zatim mogu ugraditi u integrisana kola različitih kombinacija.
DPGA su napravljeni mešanjem DNK lanaca sa tečnošću u epruvetama, sa ciljem da se kroz hemijske reakcije stvore veze i kombinacije koje su potrebne za izgradnju DIC-a. Bilo je potrebno i izvesno detaljno modeliranje da bi se razumelo kako upravljati ulaznim i izlaznim signalima i izvršavati logičke funkcije, baš kao u standardnom računaru. Veća kola koja su prevelika za jedan DPGA podeljena na sastavne delove. Tokom ovih eksperimenata, naučnici su uspeli da naprave kola za rešavanje kvadratnih jednačina i računanje kvadratnih korena, na primer. Kroz dalja istraživanja, ovi sistemi bi se mogli primenjivati u kompleksne svrhe kao što su dijagnoze bolesti, kažu naučnici.
Štaviše, eksperimentalni sistemi su pokazali malo slabljenja signala ili postepenog gubitka jačine signala. To je još jedan ključni deo hipotetičkih DNK računara koji se mogu skalirati i prilagođavati. Još uvek smo daleko od dostizanja punog potencijala DNK računarstva, ali u poslednjih nekoliko godina naučnici su napravili značajne iskorake u modifikovanju biološkog oblika skladištenja informacija kako bi ga primenili na konvencionalne računarske zadatke. „Sposobnost integracije velikih DPGA mreža bez uočljivog slabljenja signala predstavlja ključni korak ka DNK računarstvu opšte namene,“ pišu istraživači.
(Nature-ZTP, foto: Sangharsh Lohakare/Unsplash)
