Bakterilerle çalışan biyobilgisayar tasarlandı

McGill Üniversitesi öncülüğünde Kanada, Avrupa, Birleşik Krallık ve Avustralya’dan araştırmacılar, elektronik işlemciler yerine canlı bakterileri kullanan bir biyobilgisayar tasarladı. Yirmi yıllık çalışmanın sonuçları Nature dergisinde yayımlandı ve 3 Kasım’da kamuoyuyla paylaşıldı.

KARMAŞIK PROBLEMLERE YENİ YÖNTEM

Biyobilgisayar, geleneksel bilgisayarların zorlandığı karmaşık matematik problemlerine odaklanıyor. McGill Üniversitesinden biyomühendislik profesörü Dan Nicolau, çok sayıda olasılığın değerlendirilmesini gerektiren karar ağacı problemlerinde elektronik bilgisayarların yüksek bellek ihtiyacı duyduğunu belirtti. Yeni yaklaşım ise birçok ihtimali eş zamanlı ele alarak bu gereksinimi azaltmayı amaçlıyor.

İKİ BAKTERİ TÜRÜ SEÇİLDİ

Araştırmacılar, sıvı içinde öngörülebilir hareket eden Escherichia coli ile hızlı çoğalabilen Vibrio natriegens bakterilerinden yararlandı. Deneylerde, bir sayı kümesindeki belirli sayıların toplamının hedef değere ulaşıp ulaşmadığını inceleyen Alt Küme Toplamı Problemi kullanıldı. Olasılıkların artmasıyla çözümü çok zorlaşan bu problem, bazı durumlarda geleneksel bilgisayarlar için yüzyıllar hatta milyonlarca yıllık hesaplama gerektirebiliyor.

TÜNELLERDE EŞ ZAMANLI ARAMA

Ekip, matematik problemini küçük tünellerden oluşan fiziksel bir ağa dönüştürdü. Ağdaki her ayrım bir kararı, tünellerin oluşturduğu yollar ise olası çözümleri temsil etti. Sisteme bırakılan bakteriler, farklı rotaları aynı anda keşfederken araştırmacılar doğru güzergâhlarda ilerleyen bakterileri otomatik görüntü analiziyle izledi.

Sıcaklık kontrolüyle bakterilerin aşırı çoğalması önleniyor. Öte yandan üreme özellikleri, ihtiyaç halinde hesaplamaya katılan canlı birimlerin sayısının artırılmasına da imkân veriyor.

BELLEK İHTİYACI AZALABİLİR

Biyobilgisayarın öne çıkan yönü, belirli hesaplamalarda büyük dijital bellek kapasitesine ihtiyaç duymaması. Bakteriler fiziksel yollar üzerinde hareket ettiği için problemin tüm olasılıklarının dijital bellekte saklanması gerekmiyor. Bununla birlikte, deneysel düzeneğin geleneksel bilgisayarların yerini alabileceği ya da küresel RAM ihtiyacını ortadan kaldırabileceği henüz gösterilmiş değil.

Araştırmada, 1993 yapımı Doom oyununun bakterilerle çalışan bir bilgisayarda teorik olarak çalıştırılabileceği olasılığı da ele alındı. Ancak bakterilerin yavaş hareket etmesi nedeniyle bunun pratik olmadığı, gerekli kapasite için çok sayıda bakteri ile devasa bir fiziksel düzenek gerektiği ifade edildi. Nicolau’ya göre, sayıları girdi olarak alıp sonuçta yeni sayılar üretebilen her cihaz bilgisayar sayılabilir; bu bakışla sistem belirli matematiksel işlemleri gerçekleştiren bir hesaplama düzeneği olarak değerlendiriliyor.