В будущем бактериальные колонии смогут выполнять расширенные вычисления. (Источник изображения: ShutterStock)

Понятия и значения слов меняются со временем, адаптируясь к реальности сообществ, в которых они работают. Хорошим примером является слово «зарплата», которое ранее относилось к выплате заработной платы солдатам Римской империи. Сегодня соль является частью небольшого количества нашего ежемесячного дохода.

Слово «компьютер» ничем не отличается. Если мы увидим его сегодня как синоним ноутбуков и настольных компьютеров, наука сможет интерпретировать его гораздо шире, как любой механизм, который может получать и обрабатывать данные или выполнять вычисления. В настоящее время некоторые исследователи работают в области, известной как биокомпьютеры, способы расширения вычислительного мира для размещения клеток, животных и других живых организмов, чтобы заставить их вести себя как микросхемы.

Пока что в этой области больше теории, чем практического прогресса, но в будущем, с помощью нанобиотехнологий, эти компьютеры могли бы использоваться, например, в умных лекарствах, которые могли бы лечить своего хозяина только при определенных условиях. Вы можете сделать такие вещи, как отправить последовательность уничтожения в клетку, как только болезнь обнаружена.

И, насколько мы можем судить по этому сценарию, в области биокомпьютинга еще много интересного.

Логическая дверь из крабов

Один из самых любопытных экспериментов в этом отношении был проведен исследователями из Университета Кобе, когда они использовали некоторые виды крабов для имитации самых основных логических схем компьютера: И и ИЛИ.

Солдатский краб может быть использован в компьютерных системах (Источник изображения: Википедия)

В эксперименте эти крабы, которые обычно бывают скоплениями, были освобождены в лабиринтах, геометрически предназначенных для функционирования, как если бы они были их собственными логическими цепями, в то время как ракообразные, в свою очередь, играли роль электронов или кусочков, имитируя 1 или Что будет передано в качестве ввода в систему.

Интересно, что все работало, как планировалось, несмотря на некоторые несоответствия, которые, по мнению ученых, они могут решить. Опубликованная статья (PDF) более подробно описывает эксперимент. Хотя это бесполезно - в конце концов, кто хочет построить компьютер с крабами? - эксперимент, тем не менее, любопытен.

Поменяйте местами свой GPS

Ученый-компьютерщик Селим Акл из Квинсского университета, Канада, обнаружил нечто очень важное: особый тип живого организма, известный как плесень слизи, специализируется на поиске кратчайшего пути к вашей еде.

Чтобы подтвердить эту теорию, Акл использовал карту Канады с овсом на вершине главных густонаселенных центров страны, а в городе Торонто - слизь. Агентство затем выросло до продуктов питания таким образом, что имитировал канадскую дорожную сеть.

И это еще не все: эксперимент несколько раз воссоздан по всему миру, с аналогичными результатами для таких регионов, как США, Великобритания и Япония.

Для тех, кто сомневается в подвижности этого организма, у которого нет глаз и мозга, просто посмотрите видео выше и посмотрите, как он решает лабиринт. С помощью формы слизи мы могли бы узнать, например, как рассчитать лучший маршрут к месту назначения, используя как можно меньше энергии. Способность слизи также используется для разработки более эффективных сетей и цепей.

Хорошие аккаунты

Хотя предыдущие эксперименты интересны, нельзя отрицать, что они немного зачаточны. Однако в апреле этого года швейцарские ученые во главе с профессором Мартином Фуссенеггером запрограммировали клетки человека на выполнение двоичных операций сложения и вычитания. Это в основном способ, которым компьютеры выполняют математические операции на самом базовом уровне.

Входные данные, использованные в этом эксперименте, довольно специфичны: вещество, взятое из яблока, известное как флоретин и способное активировать нервные волокна, и эритромицин, широко используемые в качестве антибиотиков. В биокомпьютерной системе эти вещества являются исходными данными, которые клетка будет обрабатывать.

Клетки были запрограммированы для выполнения двоичных сложений и вычитаний (Источник изображения: ETH Life)

Операция, эмулируемая ячейкой, является операцией логического оператора AND, т.е. должны присутствовать как данные - вещество яблока и антибиотик - чтобы результат был равен 1 (верно). В этом случае ячейка излучает флуоресцентное свечение. Если одно из веществ отсутствует, ничего не происходит, то есть конечный результат равен 0 (false).

В будущем этот метод может иметь несколько применений. По словам профессора Фуссенеггера, эти клетки могут быть использованы для мониторинга метаболизма пациента. Например, у человека с диабетом эти маленькие «калькуляторы» могут иметь схему, которая может распознавать определенные реакции, вызванные болезнью, и, таким образом, выделять терапевтические вещества с инсулином.

Однако этот этап еще далеко не достигнут. Мы, простые смертные, можем только ждать новостей, которые научные СМИ опубликуют через несколько лет.