Forskare förvandlar bakterier till "levande processorer" för datorer

Forskare förvandlar bakterier till "levande processorer", vilket öppnar upp nya vägar för biologisk databehandling. Tekniken lovar att förändra hur vi beräknar, sparar energi och utöka tillämpningar inom medicin och miljö.

Forskare experimenterar med att förvandla bakterier till datorprocessorer.

Forskare undersöker möjligheten att förvandla bakterier till "levande processorer", en ny riktning inom bioberäkningsteknik. Istället för att helt förlita sig på kiselchips utnyttjar denna teknik levande organismer själva för att beräkna, bearbeta och reagera på data.

Detta ses som ett betydande steg framåt, som potentiellt inleder en era av mer hållbar och energieffektiv datoranvändning.

Hur fungerar "levande processorer"?

Följaktligen har traditionell datoranvändning, som förlitar sig på elektricitet och transistorer, blivit hörnstenen i den moderna världen . Emellertid har en lovande ny riktning uppstått: levande processorer. Istället för att använda artificiella material utnyttjar denna teknik bakteriers liv för att bearbeta information, vilket öppnar upp ett helt nytt koncept inom datoranvändning.

Genom att infoga specialdesignade DNA-segment i bakterier har forskare omvandlat dem till "biologiska logikkretsar". När dessa bakterier tar emot insignaler, såsom närvaron av en kemikalie, svarar de genom att avge ljus eller utföra andra biologiska transformationer.

Dessa svar motsvarar "på"- eller "av"-tillstånden i traditionella elektroniska kretsar, vilket gör att bakterier kan utföra grundläggande beräkningar.

Även om en enda bakteriecell har begränsad datorkraft, bildar miljontals bakterier ett massivt informationsbehandlingsnätverk som fungerar som en biologisk superdator när de programmeras på liknande sätt och fungerar samtidigt.

Den viktigaste skillnaden här är att hela denna informationsbehandlingsprocess inte förbrukar någon elektrisk energi, utan helt förlitar sig på livets naturliga reaktioner.

Denna unika mekanism ger levande processorer många fördelar jämfört med kiselchips. Bakteriernas förmåga att självreplikera gör att antalet "processorer" kan öka automatiskt utan kostsamma tillverkningsprocesser. Dessutom förbrukar de extremt låg energi, en avgörande faktor i utvecklingen av hållbar datoranvändning.

I synnerhet kan bakterier fungera i tuffa miljöer där elektroniska chips inte kan, till exempel inuti människokroppen, där de kan upptäcka tidiga tecken på sjukdom och reagera snabbt.

Med dessa enorma potentialer förväntas live-processorer inte bara komplettera utan också öppna upp en helt ny riktning för datorteknik, vid sidan av kiselchips dominans under de senaste decennierna.

Utmaningar och framtidsutsikter i bioberäkningens era

Trots sitt löfte står tekniken fortfarande inför betydande utmaningar. Biologiska reaktioner sker mycket långsammare än elektroniska pulser, vilket gör att bearbetningshastigheterna sannolikt inte kommer att matcha de hos kiselchips.

Dessutom förändras bakteriernas levnadsmiljö ständigt, vilket gör det svårt att kontrollera och säkerställa systemets stabilitet.

Det är därför många experter tror att "levande processorer" sannolikt inte kommer att helt ersätta traditionella chips inom en snar framtid. Istället kommer de att bli kompletterande verktyg som används i områden där elektroniska datorer inte kan fungera.

Om man blickar längre fram markerar denna teknik en sammansmältning av biologi och digital teknik , och utvidgar konceptet datoranvändning bortom kretskort och transistorer.

Om forskningen fortsätter att gå framåt kan en ny era av bioberäkningar uppstå, där liv och teknik smälter samman, erbjuder energieffektiva, miljövänliga lösningar och expanderar artificiell intelligens på helt andra sätt.

Potentiella tillämpningar inom medicin och vardagslivet.

En av de mest tilltalande möjligheterna med "levande processorer" är deras potentiella tillämpning inom personlig medicin. Programmerade bakterier skulle kunna introduceras i kroppen för att övervaka tecken på sjukdom och automatiskt reagera när avvikelser upptäcks.

Till exempel skulle en typ av "beräkningsbaserade" bakterier kunna upptäcka kemiska förändringar i blodet och därigenom utlösa en varningsreaktion eller till och med frigöra läkemedelsmolekyler i realtid. Detta öppnar upp möjligheten till proaktiv hälsovård, snarare än att bara upptäcka och behandla sjukdomar efter att symtom har uppstått.

Utöver medicin förutspår forskare också att "levande processorer" skulle kunna användas i miljöförvaltning, såsom att upptäcka föroreningar eller övervaka naturliga ekosystem.

Tillbaka till ämnet

Tuan Vi

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