ГМО-бактерии научились решать сложные вычислительные задачи

Новая технология вычислений, основанная на клеточных процессах, открывает перспективы преодоления множества ограничений современных кремниевых компьютеров. Однако, пока эта разработка находится на ранней стадии. Одна из главных задач, стоящих перед биокомпьютерами, — создание клеточных систем, способных справляться с действительно сложными вычислениями. И вот, команда ученых из Индии сделала шаг в этом направлении, разработав систему на основе генно-модифицированных бактерий.

Живые клетки постоянно выполняют вычислительные операции для своих биологических процессов. Например, нейроны мозга или иммунные клетки обмениваются информацией и принимают решения, поддерживая жизнедеятельность организма. Искусственная биология даёт возможность расширить эти естественные процессы для выполнения сложных вычислительных задач??

Преимущество бактерий в том, что они одноклеточные, очень маленькие (размером всего 2-5 мкм) и быстро размножаются — каждые полчаса. Они неприхотливы и требуют минимальных энергетических затрат. Это делает их идеальной экспериментальной средой для создания микроскопического компьютера. Логичным выбором для учёных стали бактерии кишечной палочки, которые хорошо изучены и просты в работе.

Исследователи из Института ядерной физики Саха создали 14 бактериальных клеток, каждая из которых функционирует как модульная и изменяемая система?. Смешивая и комбинируя эти модули, многоклеточная система смогла решить девять задач принятия решений и одну задачу по оптимизации. Она распознаёт простые числа, различает гласные и согласные в словах ?, а также может определить, сколько максимум кусков пиццы получится, если разрезать её несколько раз.

Ученые создали в бактериях искусственные сети генной регуляции, благодаря чему каждая бактерия стала выполнять роль нейрона , или точнее, «бактонейрона» . Когда их поместили в жидкую культуру, эти бактерии образовали нейронную сеть, способную решать задачи в бинарной системе: добавляя (единица) или не добавляя (ноль) определенные химические вещества. Система анализировала данные и вырабатывала различные флуоресцентные белки ?, реагируя на информацию.

В будущем такие биокомпьютеры могут использоваться для автономных задач внутри человеческого организма или даже на других планетах ??.

Кстати, швейцарская технологическая компания FinalSpark уже предлагает в аренду биокомпьютеры, созданные из клеток человеческого мозга, за $500 в месяц . Эти биокомпьютеры являются энергоэффективной альтернативой традиционным ИИ и могут работать до 100 дней.

Источник: vk.com

Комментарии: