نسل آینده ؛ رایانه‏های 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. رایانه‏های DNA  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 (۴۵۳ گرم) DNA ظرفیتی بیشتر از تمامی رایانه های الکترونیکی ساخته شده دارد.

از نظر قدرت محاسبای این رایانه ها با رایانه 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 ۱۰ ترلیون مولکول DNA می تواند در یک سانتی متر مکعب جا بگیرد.با این حجم از DNA می توان ۱۰ ترا بایت (۱۰۰۰گیگابایت) اطلاعات را ذخیره نمود و ۱۰ 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 ۲۰۰۱ 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 ۲۰۰۳ یک منبع تغذیه به رایانه اش اضافه کرد که انرژی خود را از شکسته شدن مولکول های DNA تامین می کرد.

در اواسط آگوست ۲۰۰۳ 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 ۳ در۳) 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؟!

به گزارش آژانس خبرنگاران تکنولوژی ایران – ایتکا به نقل از خبرنامه فناوری نانو، گروهی از دانشمندان به سرپرستی ریچارد کیل از دانشگاه مهندسی برق دانشگاه مینسوتا با استفاده از توانایی خودآرایی DNA  در الگوهای از پیش تعیین شده برای ساخت یک چارچوب DNA  با سایت‌های منظم و نزدیک به هم برای پردازش یا ذخیره داده‌ها استفاده کرده‌اند.

این داربستها  ۱۰۰۰  برابر فشرده‌تر از مدارهای پردازش اطلاعات کنونی و  ۱۰۰  برابر بهتر از مدارهای حافظه کنونی داده‌ها می‌باشند.

بر اساس یافته‌های این محققان، با استفاده از ساختارهای DNA  می‌توان قطعات را بسیار نزدیک همدیگر قرار داد تا اتصالات درونی بسیار کوتاه شده و کارایی بسیار بالا برود.

از مدارهای مبتنی بر آرایه‌های منظم و اجزای نزدیک به هم می‌توان برای تشخیص سریع اشیاء مورد نظر در تصاویر ویدئویی و یا شناسایی حرکت‌های سریع تراشه‌های رایانه‌ای امروزی که به سختی قابل انجام است استفاده نمود. این فناوری می‌تواند در موارد دیگری نیز مانند حسگرهای شیمیایی و زیستی مورد استفاده قرار گیرد، بدین ترتیب که رشته‌هایی طراحی شوند که ذرات و مولکول‌های ریز و یا مولکول‌های مورد شناسایی به آنها متصل گردند.

نویسنده: نسیم یونسی

تذکر یکی از دوستان عزیز : 10TB mishe 10240 GB na 1000GB