Микрожидкостный чип автоматизирует вычисления с помощью ДНК

19.09.2021

Корейские ученые из Инчхонского национального университета (INU) создал то, что, как они заявляют, однажды заменит электронные процессоры: программируемый микрожидкостный чип (Microfluidic Processing Unit, MPU), который для выполнения вычислений использует не электронику, а ДНК.

Вычисления с использованием ДНК традиционно требовали трудоемкого смешивания белковых цепочек в реакционной пробирке. MPU, напротив, делает все автоматически и управляется через традиционный ПК или смартфон.

Изготовив прототип ДНК-процесора с помощью 3D-принтера, исследователи смогли продемонстрировать его применение для выполнения сложных математических операций с булевой логикой. Для этого шаблоны одинарной цепочки ДНК превращали в логические вентили, которые соединялись с входящей ДНК и комплементарными последовательностями Уотсона-Крика и производили исходящую ДНК, длина которой давала двоичный результат "правда-ложь".

Функциональность прототипа MPU ограничена самыми базовыми логическими операциями - AND, OR, XOR и NOT - но команда INU убеждена, что это только начало. По ее прогнозам, MPU будет способствовать разработке сложных арифметико-логических устройств и нейроморфных схем.

"Мы представили концептуальное доказательство базовой работы логических вентилей и вычислений ДНК через чип MPU на основе ДНК, пусть и с ограниченной функциональностью", - подытожили представители INU свою статью в журнале ACS Nano, сообщив дополнительно, что их дальнейшие исследования будут нацелены на создании комплексной вычислительной платформы для приложений глубокого обучения и математического моделирования - с алгоритмами ДНК и системами хранения данных на базе ДНК.

INU не единственная организация, которая рассматривает ДНК как потенциальную основу новой компьютерной революции. Еще в 2016 году компания Microsoft и Вашингтонский университет продемонстрировали цифровое хранилище на основе ДНК, записывая до 200 МБ данных в цепочки инкапсулированной синтетической ДНК. Как утверждала тогда Microsoft, эта технология позволит хранить информацию в течение 2000 лет при 10 °C или миллионы лет - при охлаждении до -18 °C.

<< Назад: Алюминиевая пленка защищает от лесных пожаров 20.09.2021

>> Вперед: Карманные накопители LaCie Mobile SSD Secure и Portable SSD 2 Тбайт 19.09.2021

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Власть является ключевым фактором счастья в отношениях 11.03.2026

Исследования семейных и романтических отношений показывают, что длительное счастье пары зависит не только от привычных факторов, таких как доверие, уважение и преданность, но и от более тонких психологических аспектов. Современные ученые ищут закономерности, которые отличают действительно счастливые пары от остальных, чтобы понять, какие механизмы поддерживают гармонию в отношениях. Группа исследователей из Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге и Бамбергского университета провела опрос среди 181 пары, которые состояли в совместных отношениях более восьми лет и прожили вместе хотя бы месяц. Участники заполняли анкету, описывая различные аспекты своих отношений, включая распределение обязанностей, эмоциональную поддержку и степень вовлеченности в совместные решения. Анализ данных показал интересный паттерн: пары, где оба партнера ощущали высокий уровень личной власти, оказывались наиболее счастливыми и удовлетворенными. В данном контексте под властью понимается способност ...>>

Защищенная колонка-повербанк Anker Soundcore Boom Go 3i 11.03.2026

Компания Anker представила новую модель линейки Soundcore - колонку Soundcore Boom Go 3i, ориентированную на активное использование на улице. Новинка отличается высокой степенью защиты: корпус соответствует стандарту IP68, что обеспечивает водо- и пыленепроницаемость, а ударопрочный дизайн выдерживает падение с высоты до одного метра. За качество звука отвечает 15-ваттный драйвер, обеспечивающий пик громкости до 92 дБ, а технология BassUp 2.0 усиливает низкие частоты, делая звучание более насыщенным. Колонка обладает автономностью до 24 часов, а LED-индикатор позволяет контролировать уровень заряда батареи. Кроме того, Soundcore Boom Go 3i может выполнять функцию павербанка: согласно внутренним тестам, устройство способно зарядить iPhone 17 с нуля до 40% за один час, что делает его полезным аксессуаром в походах и поездках. Среди функциональных особенностей модели стоит выделить технологию Auracast, которая улучшает подключение и позволяет создавать стереопару из двух колонок ...>>

Раннее воздержание от алкоголя перестраивает мозг и иммунитет 10.03.2026

Алкогольная зависимость - хроническое расстройство с компульсивным употреблением спиртного, которое влияет не только на поведение, но и на функционирование мозга и иммунной системы. Недавние исследования показали, что даже на ранних этапах воздержания организм начинает перестраиваться, открывая новые возможности для терапии зависимости. Ученые сосредоточились на пациентах, находящихся в первые недели абстиненции, и зафиксировали значительные изменения в мозговой активности. С помощью функциональной магнитно-резонансной томографии они выявили перестройку сетей нейронных связей, отвечающих за контроль импульсов и принятие решений. Эти изменения могут быть ключевыми для восстановления самоконтроля и снижения риска рецидива. Одновременно с нейронной перестройкой исследователи наблюдали колебания иммунной системы. В крови повышался уровень цитокинов - сигнальных белков, регулирующих воспалительные процессы. Эти данные свидетельствуют о существовании нейроиммунного взаимодействия, при ...>>

Жесткий диск Seagate 44 ТВ 10.03.2026

С ростом объемов данных, обрабатываемых крупными компаниями и дата-центрами, требования к накопителям резко увеличиваются. Seagate анонсировала начало поставок новейших жестких дисков Exos емкостью 44 ТБ, которые обещают сочетание рекордного объема и высокой производительности, благодаря передовой платформе Mozaic 4+ и технологии термомагнитной записи HAMR. Платформа Mozaic 4+ включает десять магнитных пластин, каждая из которых имеет емкость более 4 ТБ. В сумме это позволяет получить общий объем накопителя 44 ТБ - рекордный показатель для современных HDD. В сочетании с вращением шпинделя на скорости 7200 оборотов в минуту это обеспечивает скорость передачи данных порядка 300 МБ/с, что делает диск подходящим для работы с большими массивами информации. Seagate отмечает, что использование Exos повышает общую эффективность систем хранения примерно на 47%. Для корпоративных клиентов это означает сокращение занимаемой площади под кластеры на 9 квадратных метров и снижение годового эне ...>>

Скука - двигатель перемен 09.03.2026

Современная жизнь редко оставляет человеку время на простое ощущение скуки. С развитием цифровых технологий и постоянным доступом к социальным сетям мы стремимся мгновенно развлекать себя, избегая пауз, когда ум может быть свободен от внешних раздражителей. Между тем, новое исследование показывает, что скука выполняет важную роль в психическом здоровье и может стимулировать личностное развитие. Часто скука воспринимается как негативное состояние, которое хочется немедленно устранить. Однако психологи отмечают, что именно моменты, когда человеку становится по-настоящему скучно, могут побудить к поиску нового хобби, пересмотру жизненных приоритетов или появлению свежих идей. Это состояние открывает пространство для саморефлексии и внутреннего роста. Исследователи из Университета Бата и Тринити-колледжа показали, что привычка уходить в социальные сети в моменты скуки мешает человеку достигать "максимальной скуки". В результате стимулируется лишь поверхностное отвлечение, которое не ...>>

Случайная новость из Архива Роботы учатся работать вместе 11.08.2025 Робототехника переживает этап стремительного развития, и одной из ключевых задач стало обучение машин не только самостоятельным действиям, но и эффективному взаимодействию друг с другом. Американский стартап OpenMind предлагает собственное решение этой проблемы - связку программных продуктов, способных создать для роботов аналог единой экосистемы, где обмен данными и координация происходят без задержек и ограничений со стороны производителя. Основой этой экосистемы служит операционная система OM1, построенная на искусственном интеллекте. Она объединяет в себе несколько важных функций: восприятие окружающего мира, обработку и хранение информации, понимание человеческой речи и принятие решений. Такой подход позволяет роботам приспосабливаться к изменяющимся условиям, выполнять команды, произнесенные на естественном языке, и работать автономно, не завися от конкретной модели или комплектации. Ключевым дополнением к OM1 стал новый протокол FABRIC. Он отвечает за то, чтобы роботы могли идентифицировать друг друга, определять точное местоположение и обмениваться сведениями в реальном времени. По словам генерального директора OpenMind Яна Липхарта, координация - это "нервная система" робототехники, без которой невозможно создать подлинно разумные машины. FABRIC и OM1 вместе формируют открытую и децентрализованную платформу, которую в компании сравнивают с Android в мире робототехники. Практическое значение протокола легко представить на примере: робот-доставщик, приближаясь к пункту назначения, сможет распознать беспилотный автомобиль Waymo, убедиться в его подлинности и самостоятельно получить груз. При этом процесс не потребует вмешательства человека, что повышает эффективность и безопасность. OpenMind уже получила $20 миллионов инвестиций, что позволит ускорить тестирование технологий. Первые полевые испытания назначены на сентябрь: на улицы и в помещения выйдут десять роботизированных собак, оснащенных OM1. Они будут наблюдать за обстановкой, взаимодействовать с людьми и другими машинами, а собранные данные помогут разработчикам улучшить систему. Создатели FABRIC и OM1 видят свою миссию в том, чтобы сделать коллективный машинный интеллект доступным для как можно большего числа разработчиков и компаний. Открытость платформы должна способствовать созданию универсального стандарта взаимодействия, где роботы разных марок и назначений смогут работать вместе так же легко, как современные смартфоны обмениваются файлами. Если этот подход оправдает ожидания, мир робототехники может получить новую основу для глобальной интеграции машин в жизнь человека. Взаимодействие роботов перестанет быть экспериментом и станет повседневной реальностью, в которой автономные устройства будут координировать свои действия не хуже, чем люди в команде. Это, в свою очередь, может стать ключевым шагом на пути к действительно разумным и полезным роботам.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026