Key takeaways
- En ny opdagelse kunne bruge DNA til at lave computerchips.
- Undersøgelsen er det seneste skridt i det voksende område af DNA, som er gået i stå i årtier, men som er lovende.
- Computere baseret på DNA er nyttige, fordi de er ekstremt energieffektive.
Computere, der kører på DNA, er måske tættere på at blive praktiske enheder.
Forskere ved et sydkoreansk universitet har for nylig fundet en måde at skabe en DNA-baseret chip, som en personlig computer kan kontrollere til at udføre beregninger, ifølge et nyt forskningspapir. Holdet brugte 3D-print til at fremstille en chip, som kan udføre boolsk logik, en af de grundlæggende metoder til computerprogrammering. Det er det seneste skridt i det voksende område inden for DNA-databehandling, som er gået i stå i årtier, men som er lovende.
"I modsætning til digitale computere, kan DNA-computere potentielt forbedre og udvide vores muligheder for at gå ud over elektronik i fremtiden," Hieu Bui, en professor, der studerer DNA-databehandling ved The Catholic University of America og ikke var involveret i undersøgelsen, fort alte Lifewire i et e-mailinterview.
For eksempel, sagde Bui, en DNA-computer "kan behandle biomarkører såsom DNA- eller RNA-sekvenser som input og producere nyttig bio-information (dvs. celletal, blodtyper osv.) som output."
DNA der kan beregne
DNA er den dobbeltstrengede helix, der indeholder al vores genetiske information. De individuelle enheder af DNA har par af molekyler, der kan bruges til at udføre beregninger til DNA-beregning.
I deres nye papir siger forskere ved Incheon National University i Korea, at de har fundet en programmerbar DNA-baseret mikrofluidisk chip, som en personlig computer kan styre. Chippen har et motordrevet ventilsystem, der kan betjenes ved hjælp af en pc eller smartphone.
"Vores håb er, at DNA-baserede CPU'er vil erstatte elektroniske CPU'er i fremtiden, fordi de bruger mindre strøm, hvilket vil hjælpe med den globale opvarmning," sagde Youngjun Song, der ledede undersøgelsen, i en pressemeddelelse. "DNA-baserede CPU'er giver også en platform for komplekse beregninger som deep learning-løsninger og matematisk modellering."
Bui kaldte det nye papir fra Incheon "et lovende tegn på den teknologi, der har udviklet sig siden begyndelsen af 1980'erne."
Computere baseret på DNA er nyttige, fordi de er ekstremt energieffektive, selv når de behandler enorme mængder data, fordi de er afhængige af biologiske processer i stedet for elektricitet, fort alte datastrateg Nick Heudecker til Lifewire i et e-mailinterview.
"DNA-computere er også robuste sammenlignet med traditionelle computerarkitekturer," sagde han. "Uanset dens succeser, er traditionel databehandling skrøbelig. Årvågen styring af forhold, miljøer og input er påkrævet for at opnå enhver form for succes."
Vores håb er, at DNA-baserede CPU'er vil erstatte elektroniske CPU'er i fremtiden, fordi de bruger mindre strøm, hvilket vil hjælpe med den globale opvarmning.
Fordi det er et biologisk system, er DNA i stand til fejlkontrol og selvreparation, hvilket gør det til en ideel datalagrings- og computerplatform, sagde Heudecker.
"Denne iboende elasticitet, kombineret med dens lagertæthed, sætter DNA-databehandling i en unik position i forhold til andre databehandlingsmuligheder, såsom kvantedatabehandling," tilføjede han.
Turning DNA Into Machines
Mange virksomheder forsøger at bruge DNA-teknologi til at lave nyttige computere, sagde Heudecker.
Startup CATALOG hævder for eksempel at have en unik metode til at kode data som DNA, der bruger en billigere tilgang. Virksomheden hævder, at den med succes har kodet al teksten på engelsk Wikipedia til syntetisk DNA.
Helixworks laver en DNA-baseret mærkningsmekanisme, der kan identificere fysiske genstande og bevise deres herkomst, sagde Heudecker. Produktet, HelixID, giver producenterne mulighed for at indlejre detaljerede produktoplysninger i en DNA-streng, såsom serienummer, parti- eller batchnumre, og udløbsdatoer direkte i ting som mad og drikkevarer, lægemidler og tekstiler, tøj og luksusvarer.
Nogle DNA-teknologi er stadig i den tidlige forskningsfase. Micron Technology arbejder på DNA-datalagring som en ny form for hukommelse, kaldet Nucleic Acid Memory (NAM). Microsoft samarbejder med University of Washington og har demonstreret lagring og genfinding af DNA-data.
Men praktiske DNA-computere er sandsynligvis stadig omkring ti år væk fra at ramme butikshylderne, sagde Heudecker.
"Nuværende DNA-sekventerings- og synteseteknologier er for dyre og langsomme til at konkurrere med traditionel computerinfrastruktur," sagde han.
