Oamenii de știință transformă bacteriile în „procesoare vii” pentru computere

Oamenii de știință transformă bacteriile în „procesoare vii”, deschizând noi căi pentru informatica biologică. Tehnologia promite să schimbe modul în care calculăm, să economisim energie și să extindă aplicațiile în medicină și în mediu.

Oamenii de știință experimentează cu bacterii în procesoarele computerelor

Oamenii de știință explorează posibilitatea transformării bacteriilor în „procesoare vii”, o nouă direcție în domeniul informaticii biologice. În loc să se bazeze în întregime pe cipuri de siliciu, această tehnologie profită de viața însăși pentru a calcula, procesa și reacționa la date.

Acesta este considerat un pas important înainte, care ar putea deschide o eră a unei tehnici de calcul mai sustenabile și mai economice din punct de vedere energetic.

Cum funcționează un „procesor viu”?

Prin urmare, tehnologia tradițională, care se bazează pe electricitate și tranzistori, a devenit pilonul lumii moderne. Cu toate acestea, tocmai a apărut o direcție promițătoare, și anume procesorul viu. În loc să utilizeze materiale artificiale, această tehnologie exploatează viața bacteriilor pentru a procesa informații, deschizând un concept complet nou de informatică.

Prin introducerea unor fragmente de ADN special concepute în bacterii, oamenii de știință le-au transformat în „circuite logice biologice”. Atunci când li se dă un semnal de intrare, cum ar fi prezența unei substanțe chimice, aceste bacterii răspund prin strălucire sau prin efectuarea altor transformări biologice.

Aceste reacții sunt echivalente cu stările „pornit” sau „oprit” din circuitele electronice tradiționale, permițând bacteriilor să efectueze calcule de bază.

Deși o singură celulă bacteriană are capacități de calcul limitate, atunci când milioane de bacterii sunt programate similar și funcționează simultan, ele formează o rețea gigantică de procesare a informațiilor care acționează ca un supercomputer biologic.

Diferența cheie aici este că întreaga procesare a informațiilor nu consumă energie electrică, ci se bazează în întregime pe reacțiile naturale ale vieții.

Acest mecanism unic oferă procesoarelor vii mai multe avantaje distincte față de cipurile de siliciu. Capacitatea bacteriilor de a se autoreplica permite extinderea numărului de „procesoare” automatizate fără a fi nevoie de o fabricație costisitoare. În plus, acestea consumă extrem de puțină energie, un factor important în tendința către informatică sustenabilă.

În special, bacteriile sunt capabile să funcționeze în medii dure în care cipurile electronice nu pot, cum ar fi în interiorul corpului uman, unde pot detecta semnele precoce ale bolilor și pot reacționa rapid.

Cu aceste potențiale uriașe, se așteaptă ca procesoarele vii nu numai să completeze, ci și să deschidă o direcție complet nouă pentru tehnologia de calcul, pe lângă dominația cipurilor de siliciu timp de decenii.

Provocări și perspective în era biocomputerizării

În ciuda promisiunilor sale, tehnologia se confruntă încă cu provocări semnificative. Reacțiile biologice sunt mult mai lente decât impulsurile electronice, ceea ce face dificilă egalarea vitezei de procesare a cipurilor de siliciu.

În plus, mediul de viață al bacteriilor este în continuă schimbare, ceea ce face dificilă controlul și asigurarea stabilității sistemului.

Acesta este motivul pentru care mulți experți consideră că este puțin probabil ca „procesoarele vii” să înlocuiască complet cipurile tradiționale în viitorul apropiat. În schimb, acestea vor deveni un instrument suplimentar, utilizat în domenii în care computerele electronice nu pot funcționa.

Privind mai departe, această tehnologie marchează o fuziune între biologie și tehnologia digitală , extinzând conceptul de calcul dincolo de plăcile de circuite și tranzistoare.

Dacă cercetarea continuă să progreseze, ar putea apărea o nouă eră a biocomputerizării, în care viața și tehnologia se vor contopi, oferind soluții de economisire a energiei, ecologice, care extind inteligența artificială într-un mod complet diferit.

Aplicații potențiale în medicină și viață

Una dintre cele mai interesante perspective pentru „procesoarele vii” este potențiala lor aplicație în medicina personalizată. Bacteriile programate ar putea fi introduse în organism pentru a monitoriza semnele de boală și a reacționa automat atunci când sunt detectate anomalii.

De exemplu, o bacterie „computațională” ar putea detecta modificări chimice în sânge și ar putea declanșa un răspuns de alertă sau chiar ar putea elibera o moleculă de medicament în timp real. Acest lucru deschide posibilitatea unei asistențe medicale proactive, în loc să se limiteze la detectarea și tratarea bolilor după apariția simptomelor.

Dincolo de medicină, cercetătorii prevăd și că „procesorul viu” ar putea fi utilizat în managementul mediului, cum ar fi detectarea poluării sau monitorizarea ecosistemelor naturale.

Înapoi la subiect

Tuan Vi

Sursă: https://tuoitre.vn/cac-nha-khoa-hoc-bien-vi-khuan-thanh-bo-xu-ly-song-cho-may-tinh-20250905110939843.htm