ДНК превратили в логические вентили

28.03.2019

Группа ученых под руководством исследователей из Калифорнийского технологического университета смогла сделать небольшой, но значимый шаг в разработке произвольно программируемых химических компьютеров. В качестве базовых вычислительных элементов в таких системах используются наборы ДНК, которые по своей природной сущности обладают способностью к самоорганизации и росту. Все, что надо для работы вычислительных систем на основе ДНК - это теплая солоноватая вода, закодированный в ДНК алгоритм роста и базовые стандартные наборы ДНК-последовательностей.

До сих пор "вычисления" с помощью ДНК проводились строго с использованием какой-либо одной последовательности. Для произвольных вычислений действующие методики не годились. Ученые из Калтеха (Caltech) смогли преодолеть это ограничение и представили технологию, которая может выполнять произвольные алгоритмы, используя один базовый набор из условно логических ДНК-элементов и отвечающую за алгоритм "расчета" выборку из 355 базовых ДНК-последовательностей - аналога компьютерных инструкций. В солевой раствор вносится логическое "семя" и набор "инструкций", после чего начинается расчет - сборка последовательности.

Базовый элемент или "семя" представляет собой ДНК-свертку (ДНК оригами) - это нанотрубка длиной 150 нм и диаметром 20 нм. Структура "семени" остается практически неизменной вне зависимости от алгоритма, который будет вычисляться. Периферия "семени" сформирована таким образом, что на его окончании стартует сборка последовательностей ДНК. Растущая нить ДНК, как известно, собирается из последовательностей, которые по молекулярной структуре и химическому составу подходят предложенным последовательностям, а не случайным образом. Поскольку периферия "семени" представлена в виде шести условных вентилей, где каждый вентиль обладает двумя входами и двумя выходами, рост ДНК начинает подчиняться заданной логике (алгоритму) который, как уже сказано выше, представлен помещенным в раствор заданным набором ДНК-последовательностей из 355 базовых вариантов.

Ученые в ходе опытов показали возможность исполнения 21 алгоритма, включая счет от 0 до 63, выбор лидера, определение деления на три и другие, хотя этими алгоритмами все не ограничивается. Процесс вычисления идет шаг за шагом, по мере роста нитей ДНК на всех шести выходах "семени". Этот процесс может занимать от одних до двух суток. На изготовление "семени" уходит от одного часа до двух.

<< Назад: Чип DDR4 на базе технологии 10-нм класса третьего поколения 29.03.2019

>> Вперед: Электронику для помощи пьяным и плохим автоводителям 28.03.2019

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Питомцы как стимулятор разума 06.10.2025

Помимо эмоциональной поддержки, домашние питомцы могут оказывать заметное воздействие на когнитивные процессы, особенно у пожилых людей. Новое масштабное исследование показало, что общение с кошками и собаками не просто улучшает настроение - оно действительно способствует замедлению возрастного снижения умственных способностей. Работа проводилась в рамках проекта Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE), охватывающего период с 2004 по 2022 год. В исследовании приняли участие тысячи европейцев старше 50 лет. Анализ показал, что владельцы домашних животных демонстрируют более устойчивые когнитивные функции по сравнению с теми, кто не держит питомцев. Особенно выражен эффект оказался у владельцев кошек и собак. Согласно данным ученых, владельцы собак дольше сохраняют хорошую память, в то время как хозяева кошек медленнее теряют способность к быстрому речевому взаимодействию. Исследователи связывают это с тем, что ежедневное взаимодействие с животными требует внимани ...>>

Мини-ПК ExpertCenter PN54-S1 06.10.2025

Компания ASUSTeK Computer презентовала новый мини-компьютер ASUS ExpertCenter PN54-S1. Устройство ориентировано на пользователей, которым важно сочетание производительности, энергоэффективности и универсальности - от офисных задач до мультимедийных проектов. В основе ExpertCenter PN54-S1 лежит современная аппаратная платформа AMD Hawk Point, использующая архитектуру Zen 4. Это поколение чипов отличается улучшенным управлением энергопотреблением и повышенной вычислительной мощностью. Новинка доступна в конфигурациях с процессорами Ryzen 7260, Ryzen 5220 и Ryzen 5210, представленных AMD в начале 2025 года. Таким образом, устройство охватывает широкий диапазон задач - от базовых офисных до ресурсоемких вычислений. Корпус мини-ПК выполнен из прочного алюминия и имеет размеры 130&#215;130&#215;34 мм, что делает его практически незаметным на рабочем столе или за монитором. Несмотря на компактность, внутренняя компоновка позволяет установить два модуля оперативной памяти SO-DIMM ...>>

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Цифровая рация Xiaomi Digital Walkie Talkie 05.10.2025

Компания Xiaomi представила современное устройство, объединившее классические принципы радиосвязи с возможностями цифровых технологий. Новинка под названием Xiaomi Digital Walkie Talkie демонстрирует, как привычные рации могут быть переосмыслены в духе времени. Устройство оснащено цветным дисплеем диагональю 1,57 дюйма, который отображает список контактов, параметры соединения и даже примерное местоположение собеседника. Такой подход превращает стандартную рацию в компактное средство связи, сочетающее функциональность смартфона и устойчивость профессиональной техники. Одним из ключевых преимуществ стала высокая автономность. Встроенный аккумулятор емкостью 2500 мА·ч обеспечивает до 100 часов работы в режиме ожидания и около 14 часов непрерывных разговоров, что особенно важно в экспедициях, на дальних маршрутах или в зонах, где подзарядка невозможна. Согласно данным портала unionrayo.com, такое время работы выгодно отличает устройство от большинства аналогов. По дальности дейст ...>>

Открыт обращаемый драйвер старения 04.10.2025

Недавняя работа ученых из Сямэньского университета в Китае показала, что в гипоталамусе, главном регуляторе внутренних функций организма, кроется один из ключей к продлению молодости. Команда под руководством Лиге Ленга обнаружила, что снижение уровня белка менина в гипоталамусе связано с ускорением процессов старения. Менин, как выяснилось, играет важную роль в предотвращении воспаления и поддержании нормальной работы нейронов. Когда его уровень снижается, в мозге возрастает активность воспалительных сигналов, что запускает цепную реакцию возрастных изменений во всем организме - от ослабления когнитивных функций до потери плотности костей и истончения кожи. Чтобы понять, как именно менин влияет на старение, ученые вывели генномодифицированных мышей, у которых этот белок можно было выборочно отключить. Даже у молодых животных такое вмешательство быстро привело к ухудшению памяти, снижению прочности костей и эластичности кожи, а также к укорочению жизни. Эти результаты убедительно ...>>

Случайная новость из Архива Ультрабыстрые модули памяти eMMC Pro Class 1500 от Samsung 13.08.2012 Компания Samsung официально сообщила о начале массового производства модулей eMMC, в которых используются чипы памяти NAND плотностью 64 Гбит, производимые по нормам 20-нанометрового технологического процесса. Решения ориентированы на рынок мобильных устройств - смартфонов и планшетных компьютеров, причем в Samsung полагают, что eMMC серии Pro Class 1500, ввиду своей высокой производительности, будут использоваться преимущественно в изделиях премиум-класса. В серию Pro Class 1500 вошли модули объемом 16, 32 и 64 ГБ. Заявленные Samsung скорости последовательного чтения и записи составляют 140 и 50 МБ/с соответственно. Производительность при чтении с произвольным доступом - 3500 операций в секунду, при записи - 1500 операций в секунду, это в четыре раза больше, чем у предыдущих версий модулей eMMC. Новые eMMC оснащаются "высокопроизводительным" контроллером, удовлетворяют требованиям актуального стандарта JEDEC eMMC 4.5 и поддерживают интерфейс Toggle DDR 2.0. Впечатляют и физические размеры модулей: к примеру, модель объемом 64 ГБ характеризуется толщиной 1,2 мм и массой всего 0,6 грамма. При этом, по подсчетам Samsung, она может хранить около 16 000 файлов в формате MP3.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025