زیست‌رایانه
زیست‌رایانه (به انگلیسی: Biological Computing) دانشی است که در آن از ساختارهای مولکولی موجودات زنده (مانند دی‌ان‌ای و پروتئین) برای اعمال رایانش مانند ذخیره سازی، بازیابی و پردازش استفاده می‌شود. به دلیل امکان استفاده از آنها در انجام محاسبات موازی و حجیم، این فناوری جذابیت زیادی دارد. به یک واحد محاسبه گر زیست رایانه، رایانه ی زیستی گفته می شود. به دلیل نوپا بودن این دانش، گمان می‌رود که این فناوری حداقل ۱۰ سال تا استفاده ی تجاری فاصله داشته باشد.
معرفی
می توان گفت زیست رایانه، زاده ی پیشرفت در دانش نانوبیوتکنولوژی است، که نقطه ی اشتراک دانش های نانو و زیست است. با اینکه هر سلول ساختاری شبیه یک رایانه دارد، محققان به این پی بردند که طریقه ی رفتار سلول های موجودات زنده با رایانه های دیجیتال و پایگاه داده های معرفی شده برای آنها تفاوت بسیاری دارد. برخي از این تفاوت ها عبارتند از:
- بدن انسان - با اینکه سلول های بسیاری دائماً در حال مرگ و تولّد هستند - می تواند به مدت طولانی فعالیت کند. اما اگر سیمی در رایانه های امروزی قطع شود یا در سخت افزار ایرادی پیش آید، احتمال از کار افتادن دستگاه وجود دارد.
- در مقایسه با نحوه ی ذخیره سازی دی‌ان‌ای، یک دستگاه ذخیره سازی سیلیکونی از نظر میزان ذخیره سازی در واحد حجم نسل ها عقب تر از سیستم ذخیره سازی دی‌ان‌ای است. یک گرم دی‌ان‌ای میتواند به اندازه ی یک تریلیون سی دی اطلاعات ذخیره کند.
با توجه به این خاصیت و خواص متعدد دیگری که برای زیست‌رایانه ها وجود دارد، حرکت به سمت زیست‌رایانه ها و استفاده از آنها برای نسل های آینده ی رایانه ها حرکت منطقی به نظر می رسد.
نکته ی مهم دیگر در زیست‌رایانه ها، شبیه سازی سلول و دستکاری کردن آن به نفع هدف است. دی‌ان‌ای مانند واحد پردازش مرکزی(CPU) دستورهای ژنتیکی را به سراسر سلول می فرستد. از واکنش های شیمیایی دیمریزاسیون میتوان گیت های منظقی ساخت.
پیشرفت های قابل توجه
در حال حاضر سیستم های زیست‌رایانه با قابلیت تشخیص منطق دودویی به وجود آمده اند. یک تیم تحقیقاتی در دانشگاه MIT توانسته است با تکیه بر توزیع پروتئین ها سیگنال های دودویی بسازند. این سیستم به این شکل عمل می کند که اگر میزان پروتئین در مسیر شیمیایی بیشتر از آستانه ای بود، سیگنال یک و در غیر این صورت، سیگنال صفر مخابره شود.
گروه تحقیقاتی دیگری در دانشگاه استنفورد توانسته است یک مدل زیست‌رایانه ای معادل یک ترانزیستور را بسازد. آنها این معادل ترانزیستور را ترانسکریپتور نامیدند. با اختراع ترانسکریپتور و اتکا به پیشرفت های قبلی، عملاً سه پایه ی اصلی مورد نیاز برای ساخت یک رایانه ی زیستی - ذخیره سازی، سیستم منطق و انتقال اطلاعات - فراهم شد.
جستارهای وابسته
- رایانه کوانتومی
- نانورایانه
- زیست‌انفورماتیک
منابع
- دیو رایس (10 December 2001). "انقلاب زیست‌رایانه‌ها". Retrieved 1 June 2020.
- ت. جیوانی (11 December 2011). "رایانه های زیستی: مکانیزم و کاربرد آنها". Retrieved 1 June 2020.
- "زیست‌رایانه". 11 April 2020. Retrieved 1 June 2020.
- رابی گونزالز (13 March 2013). "این اختراع اجازه ی ساخت زیست‌رایانه ها را به ما می دهد". Retrieved 1 June 2020.