Следующая остановка Ад. Создан первый в мире работающий процессор на основе ДНК. |
||
МЕНЮ Главная страница Поиск Регистрация на сайте Помощь проекту Архив новостей ТЕМЫ Новости ИИ Голосовой помощник Разработка ИИГородские сумасшедшие ИИ в медицине ИИ проекты Искусственные нейросети Искусственный интеллект Слежка за людьми Угроза ИИ ИИ теория Внедрение ИИКомпьютерные науки Машинное обуч. (Ошибки) Машинное обучение Машинный перевод Нейронные сети начинающим Психология ИИ Реализация ИИ Реализация нейросетей Создание беспилотных авто Трезво про ИИ Философия ИИ Big data Работа разума и сознаниеМодель мозгаРобототехника, БПЛАТрансгуманизмОбработка текстаТеория эволюцииДополненная реальностьЖелезоКиберугрозыНаучный мирИТ индустрияРазработка ПОТеория информацииМатематикаЦифровая экономика
Генетические алгоритмы Капсульные нейросети Основы нейронных сетей Распознавание лиц Распознавание образов Распознавание речи Творчество ИИ Техническое зрение Чат-боты Авторизация |
2021-09-26 02:43 Ученым из Южной Кореи удалось создать прототип первого в мире вычислительного устройства на основе молекул ДНК, пригодный для вычислений булевой логики. По мнению разработчиков, созданная ими технология в перспективе позволит выпускать ДНК-процессоры для сложных вычислений и станет экономичной заменой традиционной кремниевой логики. ДНК-логика Группа ученых из Национального университета в Инчхоне (INU), Южная Корея, объявила о разработке первой в мире технологии выполнения классических вычислений на базе молекул ДНК. Свое изобретение исследователи назвали «Микрожидкостный процессор» (Microfluidic Processing Unit, MPU). Разработка южнокорейских ученых впервые описана в статье Programmable DNA-Based Boolean Logic Microfluidic Processing Unit («Программируемый микрожидкостный процессор для работы с двоичной логикой на основе ДНК), которая была опубликована в последнем выпуске научного журнала ACS Nano, выпускаемого Американским химическим обществом (American Chemical Society). В ней подробно описан лабораторный прототип MPU, который выполнен в компактном форм-факторе, включает элементы обработки ДНК для исполнения ряда основных операций двоичной (булевой) логики, и может быть запрограммирован с обычного ПК или смартфона. По словам ученых, уже первый прототип MPU смог выполнять ключевые операции AND, OR, XOR и NOT, работа с которыми подтвердила возможность использования молекул ДНК не только для хранения данных – как считалось ранее, но и для полноценных вычислений. «Мы надеемся, что в будущем процессоры на основе ДНК заменят традиционные электронные чипы, поскольку они потребляют меньше энергии, и это поможет с глобальным потеплением, сказал – руководитель исследования из INU д-р Ёнджун Сонг (Dr. Youngjun Song). – Процессоры на базе ДНК также позволят создать платформы для сложных вычислений – таких как задачи глубокого машинного обучения и математического моделирования». Как сделать свой ДНК-процессор Ранее использование молекул ДНК для вычислительных нужд обсуждалось в научной среде преимущественно в ключе использования таких решений для хранения информации. Молекулы ДНК действительно подходят для решений, способных хранить огромные объемы данных, однако минусом такой технологии является чрезвычайно низкая скорость чтения и записи – до одной секунды на запись одной базы данных средних размеров в хранилище на основе ДНК. Ученые планируют создать ДНК-процессор с алгоритмами управления на ДНК и СХД на базе ДНК Проблема в первую очередь связана с принципом хранения данных в ДНК, который требует другого подхода к обработке информации. По мнению ученых, естественным решением проблемы стал бы процессор на молекулах ДНК с аналогичным принципом форматирования данных. Именно в поисках решения этого вопроса работали южнокорейские ученые. Как пояснили в своей статье исследователи, использование закодированных информацией цепочек дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) в качестве материала для молекулярных вычислений обеспечивает логический вычислительный процесс за счет каскадных и параллельных цепных реакций, однако реакции при вычислениях на основе комбинационной логики на основе ДНК в основном достигаются посредством ручного процесса путем добавления желаемых молекул ДНК в одну микропробирку (субстрат). Как показало исследование, использование микрожидкостных микросхем на основе ДНК для операций булевой логики (логика «истинно/ложно», где сравниваются входящие данные и возвращается значение «истина» или «ложь» в зависимости от типа операции или используемого «логического элемента» - прим. CNews) может обеспечить автоматизированную работу, программируемое управление и бесшовную комбинационную работу логики по аналогии с электронным микропроцессором. Для изготовления микрожидкостного молекулярного ДНК-чипа, способного выполнять булеву логику, команда ученых использовала систему 3D-печати с использованием методов двустороннего формования. Логический вентиль в лабораторном эксперименте состоял из одноцепочечной ДНК-матрицы, а в качестве входных данных использовались различные одноцепочечные ДНК. Когда часть входной ДНК имела последовательность Уотсона-Крика, комплементарную матричной ДНК, она спаривалась и образовывала двухцепочечную ДНК, при этом результат считался истинным или ложным в зависимости от размера окончательной ДНК. Управление прототипом ДНК-процессора осуществлялось необычным способом – с помощью системы клапанов с электроприводом, которая выполняет серию реакций для быстрого и удобного исполнения комбинации логических операций. Эту систему клапанов можно программировать с помощью ПК или смартфона. Совокупность ДНК-чипа и управляющего ПО в итоге и была названа «микрожидкостным процессором» (MPU). Дальнейшие перспективы проекта По мнению авторов проекта, разработанная ими система клапанов для программируемого MPU на основе ДНК открывает путь к созданию более сложных систем с каскадами реакций, которые смогут кодировать расширенный список функции. «Будущие исследования будут сосредоточены на создании вычислительных решений полностью на основе ДНК с алгоритмами ДНК и системами хранения ДНК», - говорит д-р Сонг. Пока что для управления чипом необходима внешняя система, однако ученые полагают, что в перспективе удастся сформировать MPU булевой логики на основе ДНК, которым можно будет программировать с помощью специального языка программирования. Такие системы, по мнению разработчиков, смогут найти широкое распространение в более сложных функциональных решениях – таких как модули арифметических вычислений или нейроморфные схемы. Источник: vk.com Комментарии: |
|