Pull to refresh

Бактерии могут решать математические задачи

Lumber room
Биологи создали «живой» компьютер из бактерий E. coli, способный решать сложные математические задачи.
По данным исследования, опубликованного в Journal of Biological Engineering, бактерии могут использоваться для решения задачи поиска гамильтонова пути в графе. Представьте, что вы хотите совершить путешествие по 10 самым большим городам Великобритании, от Лондона (номер 1) до Бристоля (номер 10). Решением задачи нахождения гамильтонова пути будет маршрут, в котором будет участвовать каждый город и при этом каждый город посещяется только один раз. Простая по формулировке задача на самом деле очень сложна, существует более 3.5 миллионов маршрутов, которые необходимо перебрать. В противовес этому, биокомпьютер может проверять все эти варианты одновременно. У мира бактерий есть еще одно преимущество, их популяция быстро растет со временем.
Программирование таких компьютеров осуществляется с помощью модификации ДНК бактерий. Города представлены комбинацией генов, заставляющие бактерий светиться красным или зеленым, возможные маршруты моделировались случайным перемешиванием генов в ДНК. Бактерии, находившие правильный маршрут, светились красным и зеленым цветом, превращаясь в желтый цвет.
По данным предыдущего исследования, опубликованного этой же командой ученых, был создан биокомпьютер, способный выполнять блинную сортировку.

via guardian.co.uk
Total votes 52: ↑45 and ↓7 +38
Views 1.6K
Comments 50

Стэнфордские учёные создали компьютер внутри живой клетки

Popular science Biotechnologies
В XIX веке Чарльз Бэббидж, разрабатывая проект своей вычислительной машины, опирался на механические элементы. ЭНИАК, первая современная универсальная ЭВМ, созданная в середине 40-ых, базировалась на особенностях работы вакуумных ламп. Сегодня компьютеры используют транзисторы на основе полупроводниковых элементов для проведения логических операций.

Команда биоинженеров Стэнфордском университете в свою очередь создала логический элемент из генетического материала, который получил название биологический транзистор или транскриптор. Об этом они сообщили в журнале Science 28 марта этого года.

В публикации исследователи описали универсальную систему генетических транзисторов внутри функционирующей клетки, которая может включаться или отключаться при определенных условиях. Авторы исследования высказывают надежду, что со временем такие группы транзисторов могут стать микроскопическими живыми компьютерами.

Компьютеры такого рода могут выполнять разнообразные задачи: определять наличие какого-либо токсина, считать количество делений раковой клетки или предоставлять детальную и точную информацию о действии препарата на какой-либо вид клеток. К примеру, чтобы избежать неконтролируемого деления раковых клеток, можно запрограммировать компьютер внутри клетки на смерть при достижении определенного порога количества делений.
Читать дальше →
Total votes 54: ↑49 and ↓5 +44
Views 34K
Comments 63

Создан фреймворк BLADE для прокладки вычислительных цепей в ДНК млекопитающих и человека

Popular science Biotechnologies


Фундаментальная цель синтетической биологии — предсказуемо и эффективно перепрограммировать клетки, чтобы они осуществляли вычисления и выполняли заданную биологическую задачу. Клетки генетически модицифируются — туда внедряют цепи для биовычислений. Такие мини-компьютеры демонстрируют многообещающие результаты в терапии, диагностике и промышленных биотехнологиях. Синтетическая биология — одно из самых перспективных направлений современной науки.
Читать дальше →
Total votes 18: ↑17 and ↓1 +16
Views 9K
Comments 16

Растения-киборги. Новый полимер превращает клетки живых растений в электрические цепи и транзисторы

Popular science Biotechnologies Energy and batteries Ecology


Учёным из университета Линчёпинга удалось изготовить электронные схемы внутри растения (розы). Технология достаточно уникальная: живые сосуды пропитываются недавно открытым полимером PEDOT-S:H, после чего начинают проводить электрический ток. Или менять свет при различной напряжённости тока (разновидность полимера PEDOT), создавая «живой» дисплей. В принципе, это попытка превратить растение в биологический компьютер с микросхемами и экраном.

Научная статья опубликована в журнале Science Advances.
Читать дальше →
Total votes 18: ↑15 and ↓3 +12
Views 9.7K
Comments 11

Биологический суперкомпьютер сможет питаться той же пищей, что и человек

Popular science Biotechnologies


Обычные суперкомпьютеры имеют огромную производительность, но при этом и массу недостатков: они дороги, потребляют много электроэнергии, сильно греются и занимают слишком много места. Но что если применить радикально иной подход к разработке микросхем, вообще отказавшись от стандартных кремниевых материалов в пользу биологических компонентов из природы?

Живой суперкомпьютер размером с книгу сможет получать энергию от аденозинтрифосфатов (АТФ), как все нормальные организмы. Вместо электронов информацию будут передавать протеины. Над такой сумасшедшей идеей работает международная группа биоинженеров. Недавно они опубликовали первые результаты своих экспериментов в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Читать дальше →
Total votes 15: ↑12 and ↓3 +9
Views 12K
Comments 35

Нейросеть с амёбой решили задачу коммивояжера для 8 городов

Algorithms *Mathematics *Machine learning *Popular science Biotechnologies

Решения задачи коммивояжера, полученные вычислительной системой на основе амёбы. Примеры туров коммивояжёра по четырём, пяти, шести, семи и восьми городам, полученные в экспериментах, где каждый тур окрашен в красный цвет на соответствующих каналах с правого рисунка. Левые панели показывают переданные светлые изображения начальных состояний (

Группа японских исследователей из Университета Кейо в Токио продемонстрировала, что амёба способна генерировать приближённые решения удивительно сложной математической задачи, известной как задача коммивояжера.
Total votes 30: ↑25 and ↓5 +20
Views 26K
Comments 32