Wetenschappers experimenteren met bacteriën in computerprocessoren
Wetenschappers onderzoeken de mogelijkheid om bacteriën om te vormen tot 'levende processors', een nieuwe richting in de biologische informatica. In plaats van volledig te vertrouwen op siliciumchips, maakt deze technologie gebruik van het leven zelf om data te berekenen, te verwerken en erop te reageren.
Dit wordt gezien als een belangrijke stap voorwaarts, die een tijdperk van duurzamer en energiezuiniger computergebruik kan inluiden.
Hoe werkt een "levende processor"?
Dienovereenkomstig is de traditionele technologie, die afhankelijk is van elektriciteit en transistors, de pijler van de moderne wereld geworden. Er is echter een veelbelovende richting ontstaan: de levende processor. In plaats van kunstmatige materialen te gebruiken, maakt deze technologie gebruik van het leven van bacteriën om informatie te verwerken, wat een volledig nieuw concept van computergebruik mogelijk maakt.
Door speciaal ontworpen stukjes DNA in bacteriën te plaatsen, hebben wetenschappers ze omgevormd tot 'biologische logische circuits'. Wanneer ze een invoersignaal krijgen, zoals de aanwezigheid van een chemische stof, reageren deze bacteriën door te gloeien of andere biologische transformaties uit te voeren.
Deze reacties zijn vergelijkbaar met de 'aan'- of 'uit'-toestanden in traditionele elektronische circuits, waardoor bacteriën eenvoudige berekeningen kunnen uitvoeren.
Hoewel de rekencapaciteit van een enkele bacteriecel beperkt is, vormen miljoenen bacteriën, wanneer ze op dezelfde manier geprogrammeerd zijn en tegelijkertijd opereren, een gigantisch informatieverwerkingsnetwerk dat fungeert als een biologische supercomputer.
Het belangrijkste verschil is dat de gehele informatieverwerking geen elektrische energie verbruikt, maar volledig afhankelijk is van de natuurlijke reacties van het leven.
Dit unieke mechanisme biedt levende processors een aantal duidelijke voordelen ten opzichte van siliciumchips. Het vermogen van de bacteriën om zichzelf te repliceren, maakt het mogelijk om de geautomatiseerde "processors" op te schalen zonder dat er kostbare productie nodig is. Bovendien verbruiken ze extreem weinig energie, een belangrijke factor in de trend naar duurzaam computergebruik.
Bacteriën kunnen met name goed functioneren in omgevingen waarin elektronische chips niet kunnen functioneren, zoals in het menselijk lichaam. Daar kunnen ze vroege tekenen van ziekte detecteren en snel reageren.
Met hun enorme potentieel wordt verwacht dat levende processoren niet alleen een aanvulling vormen op de computertechnologie, maar ook een geheel nieuwe richting voor de computertechnologie kunnen openen, naast de dominante positie van siliciumchips die al tientallen jaren bestaat.
Uitdagingen en vooruitzichten in het tijdperk van biocomputing
Ondanks de beloftes kent de technologie nog steeds aanzienlijke uitdagingen. Biologische reacties zijn veel trager dan elektronische pulsen, waardoor het moeilijk is om de verwerkingssnelheid van siliciumchips te evenaren.
Bovendien verandert de leefomgeving van bacteriën voortdurend, waardoor het lastig is om het systeem te controleren en de stabiliteit ervan te waarborgen.
Daarom geloven veel experts dat "levende processoren" traditionele chips in de nabije toekomst waarschijnlijk niet volledig zullen vervangen. In plaats daarvan zullen ze een aanvullend hulpmiddel worden, gebruikt in gebieden waar elektronische computers niet kunnen functioneren.
Als we verder kijken, zien we dat deze technologie een fusie is van biologie en digitale technologie , waardoor het concept van computergebruik verder reikt dan alleen printplaten en transistors.
Als het onderzoek zich blijft ontwikkelen, kan er een nieuw tijdperk van biocomputing ontstaan, waarin leven en technologie samensmelten en energiebesparende, milieuvriendelijke oplossingen bieden die kunstmatige intelligentie op een geheel andere manier uitbreiden.
Mogelijke toepassingen in de geneeskunde en het leven
Een van de meest veelbelovende vooruitzichten voor 'levende processors' is hun potentiële toepassing in gepersonaliseerde geneeskunde. Geprogrammeerde bacteriën zouden in het lichaam kunnen worden geïntroduceerd om te controleren op tekenen van ziekte en automatisch te reageren wanneer afwijkingen worden gedetecteerd.
Een 'computationele' bacterie zou bijvoorbeeld chemische veranderingen in het bloed kunnen detecteren en een alarmreactie kunnen activeren of zelfs in realtime een medicijnmolecuul kunnen vrijgeven. Dit opent de mogelijkheid voor proactieve gezondheidszorg, in plaats van alleen het detecteren en behandelen van ziekten nadat symptomen zijn opgetreden.
De onderzoekers voorspellen dat de ‘levende processor’ niet alleen in de geneeskunde kan worden ingezet, maar ook bij milieubeheer, bijvoorbeeld bij het detecteren van vervuiling of het monitoren van natuurlijke ecosystemen.
Bron: https://tuoitre.vn/cac-nha-khoa-hoc-bien-vi-khuan-thanh-bo-xu-ly-song-cho-may-tinh-20250905110939843.htm
Reactie (0)