Tento „počítač“ potrebuje živiny namiesto zásuvky. Jeho súčiastkami sú geneticky upravené baktérie
Výskumníci z MIT vytvorili dva typy bakteriálnych tranzistorov a pomocou ďalších troch kmeňov ich pospájali do programovateľných obvodov. Namiesto elektrónov medzi nimi putujú chemické signály a výsledný systém zvládol logické operácie, sčítanie aj smerovanie informácií.
Dostaň Fontech do svojich Google odporúčaní
Pridať ako preferovaný zdroj Fontech, odkaz sa otvorí v novom okneTranzistor, ktorý musíš nakŕmiť
Keď sa povie tranzistor, predstavíš si mikroskopickú polovodičovú súčiastku ukrytú v procesore. Tím z Massachusetts Institute of Technology však postavil jeho biologickú obdobu z geneticky upravených baktérií Pantoea agglomerans. Výsledky zverejnil 17. augusta v odbornom časopise Nature Chemical Biology.
Nejde pritom o tranzistor, ktorým by chceli vedci nahradiť kremík v notebookoch. Elektronický tranzistor ovláda tok elektrického prúdu. Bakteriálna verzia prepína tok molekulárnych signálov medzi jednotlivými kolóniami buniek. Princíp logiky zostáva podobný, médium je úplne iné.
Výskumníci vytvorili dva typy bakteriálnych tranzistorov, ktoré reagujú opačne na molekulu OC-6. Jeden sa po jej prítomnosti aktivuje, druhý vypne. Súčasne sledujú druhý chemický vstup OC-12 a podľa kombinácie signálov vytvárajú výstupnú molekulu OHC-14.
To samo osebe by však na zložitejší výpočet nestačilo. Tím preto pripravil ďalšie tri bakteriálne kmene fungujúce ako relé. Zachytia chemický výstup jednej časti obvodu, prevedú ho na ďalší signál a pošlú ho k nasledujúcemu „tranzistoru“. Celá architektúra tak používa iba päť typov buniek.
Program menia rozložením baktérií
Najzaujímavejšia časť výskumu nie je samotná genetická úprava, ale spôsob programovania.
Baktérie sa pomocou presného dávkovacieho systému tlačia na agarovú živnú pôdu v kolóniách vzdialených približne päť milimetrov. Chemický signál difunduje k najbližšej kolónii a relé ho posúva ďalej určeným smerom. Zmenou polohy jednotlivých bakteriálnych „súčiastok“ možno meniť funkciu celého obvodu bez toho, aby vedci zakaždým nanovo upravovali genetický kód.

Tím tak postavil viacero logických obvodov vrátane brán s viacerými vstupmi, demultiplexora, polovičného sčítača a úplného sčítača. Najväčšia demonštrovaná zostava, ktorá sčítavala dva vstupy, pozostávala z 24 bakteriálnych kolónií.
Je to dôležitý rozdiel oproti staršiemu prístupu syntetickej biológie. Komplexnú logiku sa vedci často snažili natlačiť do jednej bunky pomocou množstva regulačných proteínov. Počet vhodných a navzájom sa nerušiacich regulačných prvkov je však obmedzený a príliš komplexný genetický program začne zaťažovať samotnú bunku. MIT rozdelilo výpočet medzi viac jednoduchších buniek.
Podobný smer prepájania živej biológie a techniky sme sledovali aj pri biobatérii poháňanej baktériami, kde mikroorganizmy namiesto výpočtu zabezpečovali výrobu elektrickej energie.
Procesor z toho zatiaľ nebude
Ak čakáš biologickú konkurenciu pre Apple či Nvidia, prichádza tvrdé vytriezvenie. Jeden výpočet bakteriálneho obvodu trvá približne osem hodín. Klasický procesor za rovnaký čas vykoná astronomické množstvo operácií.
Autori však rýchlosť ani nepovažujú za hlavný cieľ. Ich ambíciou je dostať schopnosť rozhodovať priamo do biologického prostredia, kde klasický čip nedáva veľký zmysel. Výpočet dokončený cez noc môže byť v poľnohospodárstve úplne postačujúci, keď sa sledovaný proces odohráva počas dní či týždňov.
MIT ako jeden z možných scenárov opisuje baktérie umiestnené na koreňoch alebo listoch rastlín. Obvod by mohol kombinovať viac signálov upozorňujúcich na sucho, chorobu alebo napadnutie škodcom a až po vyhodnotení podmienok spustiť reakciu, napríklad produkciu fungicídnej látky. Zatiaľ ide o navrhované budúce využitie, nie o systém odskúšaný na poliach.
Tu je zároveň najväčší limit práce. Štúdia ukazuje funkčné obvody na pevnom povrchu v kontrolovaných podmienkach. Stále treba vyriešiť ich stabilitu mimo laboratória, zásobovanie živinami, správanie pri meniacich sa podmienkach a bezpečné použitie geneticky upravených mikroorganizmov.
Biologické stroje pritom nie sú na FonTechu úplnou novinkou. Vedci už vytvorili aj mimoriadne jednoduchú umelú bunku, ktorá reaguje na chemické prostredie a sama sa pohybuje. Nová práca MIT ide opačným smerom. Namiesto napodobňovania pohybu živého organizmu dáva existujúcim bunkám funkciu stavebných blokov počítačovej architektúry.
Výskum čiastočne financovali aj americké agentúry DARPA a IARPA. Hlavný výsledok je však zatiaľ podstatne prozaickejší než predstava živého superpočítača. Päť geneticky navrhnutých bakteriálnych kmeňov dokázalo vytvoriť modulárny systém, ktorého funkciu možno meniť podobne ako rozloženie súčiastok na doske.
Čítajte viac z kategórie: Novinky
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú

Útočné drony sa už neskryjú. Nová zbraň s 4D radarom ich sleduje na vyše 800 metrov aj v pohybe

Spojenec Západu ukázal 38-tonový bojový stroj budúcnosti. Hlasom dokáže riadiť roj dronov

627 kamier bol len začiatok. Policajti dostanú ďalšiu novinku, toto by mal o nej vedieť každý vodič

Slovák zaplatil diaľničnú známku a aj tak mu prišlo 12 pokút. Jedna chyba ho stála 1 800 eur

Automobilka so závodom na Slovensku má nový hit. Jej lacný elektromobil ide ako teplé rožky
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Fico plní sľub Putinovi. Po štyroch rokoch obnovujeme vojenské kontakty s Ruskom
16-ročný génius získal doktorát z kvantovej fyziky. Teraz chce poraziť starnutie

Nový rozpočet: Vyššie platy a 4 500 nových zamestnancov. Firmy posielajú štátu tvrdý odkaz

AKTUÁLNE: V Poľsku opäť útočil žiak s nožom v škole, školníčka podľahla zraneniam

Plat cez 3 000 eur: Známa firma z Hlohovca naberá desiatky ľudí, rozširuje výrobu za 44 miliónov
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Európska jadrová veľmoc ukázala svoju novú zbraň s doletom 9500 km. Letí rýchlosťou až Mach 20
- Začal sa útok na Netflix. Vznikne nová služba s tisíckami filmov a viac ako 200 miliónmi predplatiteľov
- 8 rokov čakania sa skončilo. Geniálna akčná séria bude pokračovať, prídu však veľké zmeny
- Na Netflix mieri nový vojnový veľkofilm. Dorazí už čoskoro a ukáže tragický skutočný príbeh
- Za toto môže Slovák za volantom dostať pokutu 10 000 eur. Mnohí to pritom robia každé ráno
-
- Európska jadrová veľmoc ukázala svoju novú zbraň s doletom 9500 km. Letí rýchlosťou až Mach 20
- Začal sa útok na Netflix. Vznikne nová služba s tisíckami filmov a viac ako 200 miliónmi predplatiteľov
- 8 rokov čakania sa skončilo. Geniálna akčná séria bude pokračovať, prídu však veľké zmeny
- Na Netflix mieri nový vojnový veľkofilm. Dorazí už čoskoro a ukáže tragický skutočný príbeh
- Za toto môže Slovák za volantom dostať pokutu 10 000 eur. Mnohí to pritom robia každé ráno
-
- Európska jadrová veľmoc ukázala svoju novú zbraň s doletom 9500 km. Letí rýchlosťou až Mach 20
- Začal sa útok na Netflix. Vznikne nová služba s tisíckami filmov a viac ako 200 miliónmi predplatiteľov
- Je to tu. Najväčší film roka 2026 práve dorazil online aj s dabingom
- 8 rokov čakania sa skončilo. Geniálna akčná séria bude pokračovať, prídu však veľké zmeny
- Číňania ukázali SUV, ktorému zákazníci nevedia odolať. Má 29-palcový displej a dojazd 1 650 km
Volkswagen prepustí až 100-tisíc ľudí. Z Nemecka napriek tomu zazneli prekvapivé slová
Európa čakala veľký solárny prepad. Zatmenie ukázalo, prečo veľké číslo pre Slovensko neplatilo
Výrobcom počítačov a mobilov končí obľúbený trik. EÚ prísne skoncuje s falošnou ekológiou
Má stáť zelená energia 120 eur za MWh? ÚRSO označil zelenú energiu za drahý omyl, pravda je iná
Európa chcela odstrihnúť Putina, deje sa však opak. Dovoz ruského LNG prudko vzrástol
USA chystajú vesmírny štít za 160 miliárd eur. Prvý ostrý zásah príde v roku 2029
Mochovce dosiahli kľúčový míľnik. Štvrtý blok už rozbehol jadrovú reakciu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Fico plní sľub Putinovi. Po štyroch rokoch obnovujeme vojenské kontakty s Ruskom
16-ročný génius získal doktorát z kvantovej fyziky. Teraz chce poraziť starnutie

Nový rozpočet: Vyššie platy a 4 500 nových zamestnancov. Firmy posielajú štátu tvrdý odkaz

AKTUÁLNE: V Poľsku opäť útočil žiak s nožom v škole, školníčka podľahla zraneniam

