محاسبات زیستی چه ارتباطی با کامپیوتر زیستی دارد؟

دانشمندان با استفاده از سلول‌های مغز انسان، موفق شدند محاسبات زیستی را با علوم کامپیوتر و مهندسی یکپارچه کنند. محاسبات زیستی در حوزه‌های پیشرفته‌ای از زیست‌ شناسی، مهندسی و علوم کامپیوتر عمل می‌کند. این حوزه بر استفاده از سلول‌ها یا مولکول‌هایی مانند DNA یا RNA برای انجام کارهایی تمرکز دارد که به طور معمول توسط کامپیوترهای الکترونیکی انجام می‌شوند. دانشمندان پیشنهاد می‌دهند که یک کامپیوتر بیولوژیکی با میلیون‌ها سلول مغز انسان ساخته شود که قابلیت اجرای بهتری نسبت به ماشین‌های مبتنی بر سیلیکون را داشته باشد و در عین حال انرژی بسیار کمتری مصرف کند.

یک تیم بین‌ المللی تحت رهبری دانشگاه جانز هاپکینز در بالتیمور، یک نقشه راه دقیق برای "هوش ارگانوئیدی" را در مجله "Frontiers in Science" منتشر کرد. این سخت‌افزار شامل آرایه‌هایی از ارگانوئیدهای مغزی ساختارهای عصبی سه‌ بعدی کوچک است که با استفاده از سلول‌های بنیادی انسان به حسگرها و دستگاه‌های خروجی متصل شده‌اند و با استفاده از یادگیری ماشینی، داده‌های بزرگ و تکنیک‌های دیگر آموزش داده شده‌اند.

هدف استفاده از محاسبات زیستی چیست؟

هدف اصلی استفاده از محاسبات زیستی، تقلید سخت‌افزارها از سیستم‌های بیولوژیکی بدن و استفاده از آن‌ها برای نیازهای محاسباتی است. این هدف می‌تواند شامل موارد زیر باشد:

• استفاده از DNA یا RNA به عنوان وسیله‌ای برای ذخیره سازی اطلاعات و پردازش داده‌ها.

• اتصال نورون‌ها به یکدیگر مشابه نحوه اتصال آن‌ها در مغز انسان.

• طراحی سخت‌افزار محاسباتی از سطح ژنوم به بالا.

سلول‌ها در محاسبات بسیار قدرتمندتر از بهترین رایانه‌ها هستند. به عنوان مثال:

• سلول‌ها داده‌ها را در DNA ذخیره می‌کنند.

• سلول‌ها ورودی‌های شیمیایی را در RNA دریافت می‌کنند (ورودی داده).

• سلول‌ها عملیات پیچیده منطقی را با استفاده از ریبوزوم انجام می‌دهند.

• چالش اصلی در مهندسی زیست محاسباتی، دستیابی به سطح دانه‌ای از کنترل واکنش‌های بین ترکیبات آلی مانند DNA یا RNA است.

استفاده انسان‌ها از گجت‌های مختلف

انسان‌ها بدون اینکه بدانند، از گجت‌های مختلفی استفاده می‌کنند که الگوها و مفاهیمی را که قبلا توسط مادر طبیعت به‌ طور طبیعی ثبت و تکمیل شده است، به خوبی پیاده ‌سازی می‌کنند. همچنین موجودات زنده فرآیندهای فیزیکی پیچیده‌ای را بر اساس اطلاعات دیجیتال انجام می‌دهند. این واقعیت برای کامپیوترها و نرم‌افزارها نیز صادق است. DNA به عنوان مهم‌ترین مولکول زنده‌ی شناخته ‌شده در ادامه مطلب...