رایانه های DNA

سلول های انسان و رایانه ها در پردازش و ذخیره سازی اطلاعات تقریبا یکسان عمل می کنند. رایانه ها اطلاعات را در قالب رشته ای از صفر و یک ذخیره می کنند و موجودات زنده هم اطلاعات را با مولکول هایی موسوم به T,A,C,G در یک DNA ذخیره می کنند. به عبارت دیگر DNA پتانسیل انجام عملیات محاسباتی و پردازش را دارد. در واقع DNA در شیوه ذخیره سازی اطلاعات ثابت روی ژن شما بسیار شبیه هارد دیسک عمل می کند و چنین بود که ایده نسل جدیدی از رایانه ها شکل گرفت. رایانه های DNA

این یک پروژه جدی در مراکز تحقیقاتی است که دنبال می شود. آیا ژنتیک قادر است جایگزین سیلیکون شود؟ امروزه تراشه های رایانه ای ترانزیستوری و سیلیکونی هر روز کوچکتر و قوی تر می شوند اما روزی به انتها و حد خود می رسند. این چیزی است که دانشمندان را مشغول کرده است تا روی رایانه هایی کار کنند که به جای قطعات رایانه تنها تیوپ هایی کوچکی از آب دارند!

برخی از ویژگی های این رایانه ها بدین شرح است:

رایانه های DNA بسیار کوچکتر از رایانه های امروزی است در حالی که حجم بسیار بیشتری از اطلاعات را می توانند در خود ذخیره کنند

یک پوند (453 گرم) DNA ظرفیتی بیشتر از تمامی رایانه های الکترونیکی ساخته شده دارد

از نظر قدرت محاسبای این رایانه ها با رانه های فعلی قابل قیاس نیستند. قدرت محاسباتی یک رایانه DNA با اندازه اشک چشم بیشتر از قوی ترین سوپر رانه های جهان است!

بیش از 10 ترلیون مولکول DNA می تواند در یک سانتی متر مکعب جا بگیرد.با این حجم از DNA می توان 10 ترا بایت (1000گیگابایت) اطلاعات را ذخیره نمود و 10 ترلیون محاسبه را در یک لحظه انجام داد. همچنین می توان گفت که یک گرم DNA خشک شده که تقریبا به اندازه نصف حبه قند است می تواند اطاعات یک تریلیون سی دی را در خود ذخیره کند

DNA ارگانیسم سلولی است و در همه موجودات زنده وجود دارد و یک منبع در دسترس و در نتیجه ارزان قیمت است  و مشکلات سمی بودن و یا غیر قابل جذب بودن برای طبیعت را مانند مواد فعلی ندارد

البته در واقعیت بر سر راه  نسل جدید رایانه ها مشکلاتی هم هست نظیر آنکه DNA همیشه آنطور که انتظار می رود کار نمی کنند.

امروزه در حد آزمایشگاهی اینچنین رایانه هایی ساخته شده است و البته مسائلی که آنها در حال حاضر می توانند حل کنند در حد مقدماتی و ابتدایی هستند که کودکان با کاغذ و قلم سریع تر به پاسخ می رسند

یکی از متخصصان در سال 2001 توانست رایانه ای را به نام خود ثبت کند که در یک قطره آب جا داشت و از مولکول های DNA و آنزیم ها به عنوان ورودی و خروجی نرم افزار و سخت افزار استفاده کند و در سال 2003 یک منبع تغذیه به رایانه اش اضافه کرد که انرژی خود را از شکسته شدن مولکول های DNA تامین می کرد

در اواسط آگوست 2003 گروهی از دانشمندان طی مقاله ای اعلام کردند که رایانه ای ساخته اند که مبتنی بر بیولوژیک است و برای یک بازی به نام Tic-Tac Toe (بازی XO در یک محیط 3 در3) طراحی شده است. آنها معتقدند این رایانه هیچگاه این بازی را به انسان نمی بازد. اما آیا زمانی خواهد رسید که من و شما به جای این رایانه های الکترونیکی از یک قطره آب برای محاسبات استفاده کنیم؟!(انا خلقنا الانسان من نطفه امشاج النبتلیه فجعلناه سمیعا بصیرا)

 

این هم خبری که اخیرا دیدم : 

تاريخ خبر : 1383/12/23 - موضوع خبر : تکنولوژي هاي نو

  مولکول DNA  با ذخيره فشرده‌تر داده‌ها مي‌تواند مشکل صنعت فناوري اطلاعات را حل کند.
به گزارش آژانس خبرنگاران تکنولوژي ايران – ايتکا به نقل از خبرنامه فناوري نانو، گروهي از دانشمندان به سرپرستي ريچارد کيل از دانشگاه مهندسي برق دانشگاه مينسوتا با استفاده از توانايي خودآرايي DNA  در الگوهاي از پيش تعيين شده براي ساخت يک چارچوب DNA  با سايت‌هاي منظم و نزديک به هم براي پردازش يا ذخيره داده‌ها استفاده کرده‌اند.
اين داربستها  1000  برابر فشرده‌تر از مدارهاي پردازش اطلاعات کنوني و  100  برابر بهتر از مدارهاي حافظه کنوني داده‌ها مي‌باشند.
بر اساس يافته‌هاي اين محققان، با استفاده از ساختارهاي DNA  مي‌توان قطعات را بسيار نزديک همديگر قرار داد تا اتصالات دروني بسيار کوتاه شده و کارايي بسيار بالا بود.
از مدارهاي مبتني بر آرايه‌هاي منظم و اجزاي نزديک به هم مي‌توان براي تشخيص سريع اشياء مورد نظر در تصاوير ويدئويي و يا شناسايي حرکت‌هاي سريع تراشه‌هاي رايانه‌اي امروزي که به سختي قابل انجام است استفاده نمود. اين فناوري مي‌تواند در موارد ديگري نيز مانند حسگرهاي شيميايي و زيستي مورد استفاده قرار گيرد، بدين ترتيب که رشته‌هايي طراحي شوند که ذرات و مولکول‌هاي ريز و يا مولکول‌هاي مورد شناسايي به آنها متصل گردند.