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 bakterier i datorprocessorer

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

Detta anses vara ett viktigt steg framåt, som kan inleda en era av mer hållbar och energibesparande datoranvändning.

Hur fungerar en "levande processor"?

Följaktligen har det traditionella, som förlitar sig på elektricitet och transistorer, blivit den moderna världens pelare. Men en lovande riktning har just uppstått, nämligen den levande processorn. Istället för att använda artificiella material utnyttjar denna teknik bakteriernas liv för att bearbeta information, vilket öppnar upp ett helt nytt koncept inom datoranvändning.

Genom att infoga specialdesignade bitar av DNA i bakterier har forskare förvandlat dem till "biologiska logikkretsar". När de ges en insignal, såsom närvaron av en kemikalie, svarar dessa bakterier genom att glöda eller utföra andra biologiska transformationer.

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

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

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

Denna unika mekanism ger levande processorer flera tydliga fördelar jämfört med kiselchips. Bakteriernas förmåga att självreplikera gör att de automatiserade "processorerna" kan skalas upp i antal utan behov av kostsam tillverkning. Dessutom förbrukar de extremt låg energi, en viktig faktor i trenden mot hållbar datoranvändning.

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

Med dessa enorma potentialer förväntas levande processorer inte bara komplettera utan också öppna upp en helt ny riktning för datorteknik, utöver kiselchips dominans i årtionden.

Utmaningar och framtidsutsikter i bioberäkningens era

Trots sitt löfte står tekniken fortfarande inför betydande utmaningar. Biologiska reaktioner är mycket långsammare än elektroniska pulser, vilket gör det svårt att matcha bearbetningshastigheten hos kiselchips.

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

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

Om man tittar vidare 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 inom biodatorteknik uppstå där liv och teknik smälter samman och erbjuder energibesparande, miljövänliga lösningar som utvidgar artificiell intelligens på ett helt annat sätt.

Potentiella tillämpningar inom medicin och liv

En av de mest spännande utsikterna för "levande processorer" är deras potentiella tillämpningar 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 ”beräkningsbaserad” bakterie kunna upptäcka kemiska förändringar i blodet och utlösa en varningsreaktion eller till och med frisätta en läkemedelsmolekyl 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 forskarna också att den "levande processorn" 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