Živi računalniki: Ko bakterije prevzamejo logiko

Živi računalniki so ena izmed tistih idej, ki zvenijo kot znanstvena fantastika, pa niso. Namesto elektronskih čipov in silicija raziskovalci za prenos informacij uporabljajo žive celice, najpogosteje bakterije. To pomeni, da lahko osnovne gradnike življenja programiramo podobno kot računalniško kodo. Posledice so velike, od medicine in biotehnologije do shranjevanja podatkov.

Delovanje in osnove

Živi računalniki delujejo brez elektronskih signalov; njihovo vlogo prevzamejo biokemične reakcije. DNK, RNA in proteini postanejo stikala, ki odločajo, kako se celica odzove na dražljaje. V praksi to pomeni, da lahko bakterija sprejme več informacij, jih obdela in se »odloči«, kaj bo naredila, na primer sproži tvorbo določene beljakovine.

Foto: E. coli.

Najbolj znan primer je programiranje vrste E. coli. Znanstveniki so ji dodali genetska logična vrata, ki delujejo kot stikala v klasičnem računalniku. Leta 2007 so v njeno DNK celo zapisali znamenito enačbo »E = mc² 1905!«. To je bil dokaz, da DNK ni samo nosilka življenja, ampak tudi trpežen medij za hrambo informacij.

Prednosti in primeri uporabe

Glavna prednost živih računalnikov je energija, delujejo sami od sebe, brez zunanjega napajanja. Druga je prilagodljivost, popravljajo se, obnavljajo in se razvijajo, kar je nekaj, kar noben računalniški čip ne zmore.

Živi računalniki niso več samo zamisel na papirju. V medicini jih testirajo kot biološke senzorje, ki zaznajo bolezen in sprožijo terapijo točno takrat, ko je treba. V biotehnologiji nastajajo kolonije bakterij, ki skupaj rešujejo matematične probleme, nekakšno biološko vzporedno računanje. Na področju podatkov pa raziskovalci že pišejo informacije v DNK, saj lahko ostanejo berljive tisoče let.

Izzivi, etika in pogled v prihodnost

Čeprav so živi računalniki obetavni, imajo tudi svoje izzive. Biološki procesi so počasnejši od elektronskih, zato z njimi ne bomo poganjali vsakdanjih računalnikov. Še večja ovira pa so etična vprašanja: kako daleč lahko gremo pri programiranju živih organizmov? In kakšno tveganje predstavlja možnost, da se spremenjene bakterije razširijo v okolje?

Ena najbolj vznemirljivih poti je povezovanje živih celic z umetno inteligenco, kar bi lahko vodilo v nastanek hibridnih sistemov, ki bi se učili in obdelovali informacije na način, ki presega klasične računalnike.

Revolucija v tehnologiji in biologiji

Živi računalniki so dokaz, da prihodnost računalništva ne bo temeljila le na elektronih. V igro stopajo bakterije, beljakovine in živčne celice. Njihova moč shranjevanja, energetska učinkovitost in sposobnost samopopravljanja odpirajo povsem nov svet. Res je, pred nami je še veliko raziskav in debat, toda eno je jasno: ko se bodo ti sistemi razvili, bodo spremenili način, kako razumemo tehnologijo in morda tudi življenje samo.

Pripravil: J.P.

Vir: Scientific American, New Scientist, Freepik

The post Živi računalniki: Ko bakterije prevzamejo logiko first appeared on NaDlani.si.