Když vám Windows zcela spadnou: nezoufejte, jsou metody, jak je znovu postavit na nohy
Ať už jde o hardwarovou závadu nebo chyby softwarových aktualizací, k pádům Windows a…
Počítání s pomocí DNA: jak vhodně využít biologické počítače | foto: Pixabay
Díky svému masivně paralelnímu zpracování informací sliboval DNA počítač takové problémy zlomit. Myšlenka algoritmu byla jednoduchá:
1) vytvořit jednotlivé proužky z DNA, které představují uzly,
2) vytvořit náhodné cesty, které tyto uzly navzájem spojují – (zde dochází ke komplementárnímu spojení bází),
3) zmnožit jenom ty proužky, které spojují startovní a koncový bod, aby se výsledek dal jednodušeji analyzovat,
4) vyřadit všechny proužky, které jsou příliš dlouhé (uzly jsou vícekrát navštívené) nebo příliš krátké (ne všechny uzly jsou navštívené),
5) a na závěr analyzovat sekvenci řešící cesty.
Leonard Adleman a kolegové věřili, že s pomocí jejich metody mohou řešit také problémy s podstatně více proměnnými. V roce 1995 však k tomu zveřejnil výzkumník Juris Hartmanis odhad, který přinesl velké rozčarování: vypočítal nejmenší potřebné množství DNA a dospěl k závěru, že Adlemanův experiment by při zvětšení ze sedmi na 200 uzlů potřeboval tolik DNA proužků, které by měly hmotnost větší než Země. V odborné komunitě tak nyní vládnou pochybnosti o tom, zda budoucnost DNA počítačů spočívá právě v řešení obtížných „NP-úplných“ problémů.
Molekula DNA obsahuje čtyři typy bází, které se vzájemně kombinují: A se pojí s T, zatímco C se spojuje s G. | Zdroj: Pixabay
Podobné biochemické obvody nemají ambice nahradit klasické počítače. Mohly by najít uplatnění například v lékařské diagnostice a správně nastavený DNA počítač by mohl v laboratorním vzorku odhalit biochemické signály svědčící o počínající chorobě. DNA počítač by odhalil riziko dříve, než standardní diagnostické metody.
Například Pepijn Moerman a Rebecca Schulmanová z University Johna Hopkinse v roce 2020 vyvinuli metodu, která s pomocí DNA výpočtů zjistí ze vzorku krve pravděpodobnost, zda pacient onemocní rakovinou. Výzkumníci identifikovali nejprve řadu microRNA (miRNA) – krátkou RNA molekulu, která mohla sloužit jako určitý druh otisku prstu pro detekci rakoviny plic. Následně využili klinická data o koncentracích těchto miRNA u zdravých osob a nemocných pacientů. S pomocí těchto dat trénovali software na dovednost rozpoznání, které miRNA jsou nejvíce vypovídající pro rozvinutí rakovinného bujení.
Software identifikoval čtyři zjevné miRNA markery – dva, které signalizují zvýšenou pravděpodobnost rakoviny (badnews) a dvě, u nichž vysoká koncentrace poukazuje na to, že pacient je zdravý (goodnews). Malý DNA počítač pak ze vzorků dokáže vypočítat, s jakou pravděpodobností určitý konkrétní pacient onemocní rakovinou plic.
Na podobném principu pracuje také biologický senzor, který detekuje škodlivé látky ve vodě. Přístroj, který byl vyvinutý výzkumníky z Northwestern University, obsahuje několik testovacích zkumavek, v nichž je DNA spojována tím způsobem, že v případě určité koncentrace škodlivých látek je vyroben fluorescující protein. Čím více trubiček svítí, tím větší je koncentrace škodlivých látek (viz blok na předchozí straně).
DNA počítač je v principu schopen dnešní hardware předstihnout mnohonásobně v hustotě záznamu, počtu možných výpočetních operací. K dalším výhodám patří jeho nízká energetická náročnost. Další možné aplikace na tuto zajímavou myšlenku – tedy využít molekulu dědičnosti v informatice – teprve čekají.
Ať už jde o hardwarovou závadu nebo chyby softwarových aktualizací, k pádům Windows a…
Pokud systém Windows 11 náhle přestane rozpoznávat Bluetooth zařízení, může to mít různé…
"Hay soup" nebo "Timballo of aubergines" – s podobnými nabídkami se můžete setkat při svých…
Když nějaká aplikace zamrzne nebo se chcete podívat na vytížení systému či zkontrolovat…
Lidé, kteří mají srdeční implantáty, by si měli dávat pozor na různá nositelná chytrá…
Cestování časem lidstvo fascinovalo od pradávna. Nedá spát ani vědcům, kteří v posledních…
Mnoho kategorií výrobků, včetně televizorů, chytrých telefonů a tabletů, by měli být výrobci…
V první prodejně Coop v Berouně byla nasazena umělá inteligence. Má zajistit efektivnější…