خلق ابررایانه‌های زیستی و زنده

این کشف جدید می‌تواند به ساخت ابررایانه‌های بیولوژیکی به کوچکی یک کتاب منجر شوند. این رویایی است که پروفسور دان نیکلا رئیس دانشکده زیست‌مهندسی دانشگاه مک‌گیل در سر می‌پروراند.

نیکلا درباره این موضوع مقاله‌ای منتشر کرده‌است که در آن به تشریح مدلی از رایانه‌های زیستی پرداخته که توسط وی و همکارانش ساخته شده‌است و می‌تواند اطلاعات را با استفاده از شبکه‌های موازی با سرعت و دقت بالا پردازش کنند،‌ درست مانند ابررایانه‌های بزرگ الکتریکی.

تفاوت این دو نوع ابررایانه در این است که نسخه زیستی آنها از ابعادی کوچکتر برخوردار است، انرژی بسیار کمتری مصرف می‌کند و در ساخت آن از پروتئینی استفاده می‌شود که سلول‌های زنده برای حیات به آن نیازمندند.

نیکلا می‌گوید برای ساخت این ابررایانه شبکه‌ای بسیار پیچیده را در فضایی بسیار کوچک ایجاد کردیم. به گفته وی ایده ساخت این ابررایانه زیستی از خط‌خطی‌های بی‌هدف پشت یک پاکت نامه خلق شده‌‌‌است. ساخت مدل ابررایانه زیستی که وی به همراه همکارانش ایجاد کرده‌است، به لطف تلفیق مدل‌سازی هندسی و دانش مهندسی در مقیاس نانویی ممکن شده‌است. این اولین قدم در راستای اثبات کاربردی بودن ابررایانه‌های زیستی به شمار می‌رود.

مداری که دانشمندان ایجاد کرده‌اند از مقطع عرضی به نقشه‌ای از جاده‌های شهری پرجمعیت و منظم شباهت دارد. این نقشه در واقع تراشه‌ای به ابعاد ۱.۵ سانتیمتر مربع است که درون آن شبکه‌هایی حک شده‌اند و در آنها به جای الکترون‌ها، رشته‌های کوچکی از پروتئین‌ها به شیوه‌‌ای مهار شده حرکت می‌کنند که انرژی آنها توسط ATP، ماده شیمیایی که به نوعی عصاره حیات است و در سلول‌های زنده هرچیزی، از گیاهان گرفته تا انسان‌ها وجود دارند، تامین می‌شود.

از آنجایی که انرژی این تراشه توسط عامل زیستی تامین می‌شود،‌ به سختی دچار افزایش دما می‌شود از این رو مدل ابررایانه زیستی که توسط محققان ساخته شده‌است،‌ نسبت به ابررایانه‌های الکتریکی کم‌مصرف‌تر بوده و پایدارتر است. ابررایانه‌های رایج به اندازه‌ای پرمصرف‌ هستند که به سرعت دچار افزایش دما می‌شوند از این رو به سیستم خنک‌کننده نیاز دارند و این سیستم نیز خود نیازمند مصرف برق است.

اگرچه این مدل از ابررایانه زیستی توانسته مسائل کلاسیک ریاضیات را با استفاده از محاسبات موازی با کارایی بالا حل کند، محققان دریافتند بهره‌برداری کامل از این ابررایانه به زمان بیشتری نیاز خواهد‌داشت تا در آینده با استفاده از عوامل زیستی متنوع،‌کارایی این ابررایانه افزایش پیدا کند و حتی با ترکیب این ابررایانه زیستی با رایانه‌ای عادی، نسخه‌ای هیبریدی از رایانه‌ها یجاد شود.

منبع : ایتنا