Воспользовавшись белками и химическими соединениями, питающими энергией клетки растений и животных, ученые построили биологический суперкомпьютер.

По размерам он с книгу. По словам ученых Университета Макгилла, биокомпьютеру нужно гораздо меньше энергии, чем обычному, поэтому он выделяет меньше тепла и работает более эффективно. «Нам удалось создать очень сложную сеть очень малых размеров», — заявил Дэн Николау, заведующий кафедрой биоинженерии.

Николау работает над этой проблемой уже больше десяти лет, а со временем к нему присоединились ученые из Германии, Швеции и Голландии. Их совместное исследование стало продолжением работ других ученых в области биологических компьютеров, которые идут уже много лет.

Создан первый в мире биологический суперкомпьютер

В мае прошлого года ученые Калифорнийского университета в Санта-Барбаре сообщили, что работают над электронной схемой, имитирующей участок человеческого мозга, который содержит около ста синапсов. Однако биологические компоненты в ней не использовались.

Почти десять лет тому назад ученые сделали прогноз о том, что в течение 15 лет появятся гибридные компьютеры, состоящие из электроники и живого органического материала. За прошедшее с тех пор время были исследовательские проекты, в которых мозг мотылька и обезьяны заставляли управлять роботами.

Теперь же ученые делают следующий шаг.

«Это потрясающе, учитывая, что сам замысел кажется неосуществимым, почти научной фантастикой, — признается Патрик Мурхед, главный аналитик Moor Insights & Strategy. — Если создадут, к примеру, полноценный квантовый компьютер, то биологический, возможно, и не понадобится, но расширять число возможных вариантов важно. Если их будет много, то какой-нибудь в итоге добьется успеха».

Биологический компьютер обрабатывает данные в параллельном режиме, как и традиционные суперкомпьютеры. Процессор биокомпьютера имеет площадь всего 1,5 см2 . В нем вытравлены каналы, переносящие вместо электронов короткие белковые нити. Двигаться их заставляет аденозинтрифосфат (АТФ), химическое соединение, обеспечивающее перенос энергии между живыми клетками.

Ученые Университета Макгилла называют АТФ «источником жизненной силы».

Проект доказал, что биосуперкомпьютер способен решать сложные математические задачи путем параллельных вычислений, но, по словам исследователей, чтобы превратить его в полноценный компьютер, понадобится еще много работы.

«Теперь, когда существует данная модель, способная успешно решать определенный класс задач, нужно будет создать многие другие, чтобы далее развивать возможности системы, — отметил Николау. — Одна из возможностей — использовать разные варианты биоагентов. Сейчас трудно сказать, сколько времени пройдет, прежде чем появится полномасштабный биосуперкомпьютер».

Он добавил, что для того, чтобы заставить биокомпьютер решать более сложные задачи, можно будет, например, скомбинировать биомашину с традиционным компьютером, создав гибридное устройство.

«Сейчас мы готовим несколько вариантов дальнейших исследований», — сообщил он.

Зевс Керравала, главный аналитик ZK Research, назвал работу ученых большим шагом вперед на пути создания полезных биосуперкомпьютеров. «Поскольку биологический суперкомпьютер выполняет вычисления нетрадиционным образом, есть вероятность, что с его помощью можно будет находить альтернативные способы решения некоторых важных задач», — добавил он.

Мурхед считает работу прорывом: «Сам факт того, что биокомпьютер в состоянии выполнять расчеты, это грандиозный шаг вперед».

 

753