یک قطره آب جایگزین رایانه شما !!!

سال ۱۹۹۴ بود . دكتر لئونارد آدلمن استاد رشته كامپیوتر دانشگاه كالیفرنیا جنوبی روی تخت خواب خود دراز كشیده بود و كتاب بیولوژی مولكولی ژن ، نوشته جیمز واتسن را مطالعه می كرد . ناگهان چیزی در ذهنش جرقه زد . كمی بیشتر فكر كرد . بله ، سلول های انسان و رایانه ها در پردازش و ذخیره سازی اطلاعات تقریبا یكسان عمل می كنند . رایانه ها اطلاعات را در قالب رشته ای از یك و صفر ذخیره می كنند .
موجودات زنده نیز اطلاعات را با مولكول های موسوم به G,C,T,A در یك DNA ذخیره می كند . به عبارت دیگر DNA پتانسیل انجام عملیات محاسباتی و پردازش را دارد . در واقع DNA در شیوه ذخیره سازی اطلاعات ثابت روی ژن شما بسیار شبیه هارد دیسك عمل می كند . و چنین بود كه ایده نسل جدیدی از رایانه ها شكل گرفت : رایانه های DNA .
آن جرقه كوچك در ذهن آدلمن بسرعت به یك پروژه جدی در مراكز تحقیقاتی و پژوهشی تبدیل شد . در واقع همه می دانستند كه با سرعت فعلی رشد صنعت چیپ سازی ، رایانه های ترانزیستوری و سیلیكونی كه بیش از ۴۰ سال است در مركز توجه جهان محاسبات قرار داشته اند ، بزودی به انتهای خط خواهند رسید .
چیپ ها كوچكتر و كوچكتر شدند و در هر ۱۸ ماه تعداد قطعات الكترونیكی موجود روی چیپ دو برابر شد و سرعت چند برابر افزایش یافت ، اما این مینیاتوری شدن چیپها و افزایششان نهایت و حدی دارد و پس از آن متوقف خواهد شد ، بنابراین توجه متخصصان به میلیونها سوپر رایانه طبیعی موجود در موجودات زنده جلب شد و به كار روی نظریه آدلمن پرداختند .
ماشین ها و رایانه هایی نیز ساخته شده است . گرچه اگر به دقت نگاه كنید به جای رایانه تنها تیوپهای كوچكی می بینند كه آب دارند .
مسائلی كه در حال حاضر از سوی این رایانه ها حل می شوند بسیار ابتدایی و مقدماتی هستند و كودكان با كاغذ و قلم سریعتر به پاسخ می رسند ، اما چیزی كه منخصصان را همچنان دلگرم نگه داشته است و آنها را به كار بیشتری روی این پروژه واداشته است . مزایایی است كه یك رایانه DNA خواهد داشت . DNA ارگانیسم سلولی است ، ینابراین در همه موجودات زنده وجود دارد و همیشه یك منبع DNA در دسترس است .
از طرف دیگر در دسترس بودن DNA باعث ارزان شدن آن به عنوان منبع ساخت رایانه می شود . همچنین بر خلاف مواد فعلی كه سمی و غیر قابل جذب در طبیعت هستند ، DNA بخشی از محیط و موجود زنده است . از طرف دیگر اگر یك رایانه DNA را با یك رایانه امروزی مقایسه كنیم ، نتایجی بسیار شگفت انگیز به دست می آوریم .
رایانه های DNA بسیار كوچك تر از رایانه های امروزی هستند . در حالی كه حجم بسیار بیشتری از اطلاعات را می توانند در خود نگهداری كنند . یك پوند (۴۵۳ گرم) DNA ظرفیتی بیشتر از تمامی رایانه های الكترونیكی ساخته شده دارد . از نظر قدرت محاسباتی نیز این رایانه ها را با رایانه های فعلی قابل مقایسه نیستند . قدرت محاسباتی یك رایانه DNA با اندازه اشگ چشم بیشتر از قوی ترین سوپر رایانه های جهان است .
برای اینكه قدرت پردازش و ذخیره سازی این نوع رایانه برای شما بیشتر مشخص شود ، مثال دیگری می زنیم . بیش از ۱۰ تریلیون مولكول DNA در یك سانتیمتر مكعب جا می گیرد . با این حجم از DNA می توان ۱۰ ترابایت (۱۰۰۰ گیگابایت) اطلاعات را ذخیره كرد و ۱۰ تریلیون محاسبه را در یك لحظه به انجام رساند ، همچنین می توان گفت كه یك گرم DNA خشك شده كه تقریبا به اندازه نصف یك حبه قند است ، می تواند اطلاعات یك تریلیون سی دی را در خود ذخیره كند .
حالا متوجه شدید كه چرا دانشمندان وقت زیادی را صرف این ایده می كنند و می كوشند تا این نسل جدید را به واقیت تبدیل كنند . اما مشكلاتی نیز وجود دارد . DNA ها ، همیشه آنطور كه انتظار میرود رفتار نمی كنند . پس یكی از مهم ترین مسائل متخصصان كنترل تولید و توسعه آنها برای دریافت نتایج دقیق از محاسبات است .
یكی از متخصصان توانسته است رایانه ای را در سال ۲۰۰۱ به نام خود ثبت كند كه در یك قطره آب جای دارد و از مولكولهای DNA و آنزیمها به عنوان ورودی ، خروجی ، نرم افزار و سخت افزار استفاده می كند . در سال ۲۰۰۳ این دانشمند به كمك همكارانش یك منبع تغذیه نیز به رایانه اش اضافه كرد . این منبع ، انرژی خود را از از شكسته شدن مولكولهای DNA تامین می كند . وی مطمئن نیست كه ژنتیك بتواند جایگزین سیلیكون شود .
اما معتقد است كه این دو نسل به شیوه ای مسالمت آمیز و در كاربردهای مختلف ، كنار هم زندگی خواهند كرد و آخرین خبر اینكه در اواسط آگوست امسال ( اواخر مرداد ماه ) گروه دیگری از دانشمندان طی یك مقاله اعلام كردند كه رایانه ای ساختند كه مبتنی بر بیولوژیك است و برای انجام یك بازی با نام Tic-Tac Toe ( بازی xo دریك محیط۳ x۳ ) طراحی شده است . آنها معتقدند كه این رایانه هیچگاه این بازی را به انسان نمی بازد .
به نظر می رسد استفاده هوشمند از رایانه های DNA آغاز شده است ، اما آیا زمانی كه خواهد رسید كه به جای رایانه های الكترونیكی از یك قطره آب برای انجام محاسبات استفاده كنیم ؟

منبع : سازمان آموزش و پرورش استان خراسان