Computer skabt af tarmbakterier løser matematisk problem
Tarmbakterier er blevet brugt som elektroniske kredsløb i en computer og har vist, at udregningen af et matematisk problem sker hurtigere end ved brug af silicium.
Læs mere om
Dokumentation
Levende organismer har vist sig særdeles effektive som elektroniske kredsløb, viser forskning, foretaget af amerikanske biologer.
Forskerne har således formået at få E. colibakterier til at afvikle en algoritme, der reagerer på omgivelserne. Hver bakterie kan således undersøge en løsning på et matematisk problem, og bruger man milliarder af bakterier, vil det således være muligt at undersøge milliarder af mulige løsninger på en gang, skriver forskerne i deres rapport.
Metoden er blevet testet på teorien ’Hamiltons problem’, som indebærer at finde en rute gennem en graf, som passerer hvert toppunkt præcis én gang.
Selv om det umiddelbart lyder nemt at trække en sådan streg, er det ikke helt nemt at få en computer til det, fordi der i princippet findes hele 3,5 millioner måder at trække en streg på mellem ti toppunkter. En almindelig computer vil derfor gå alle de mulige ruter igennem én for én, før den finder frem til den mulighed, der løser Hamiltons problem, skriver guardian.co.uk.
En computer, der er bygget op om bakterier frem for silicium, vil derimod kaste sig over samtlige muligheder parallelt og dermed langt hurtigere kunne præsentere løsningen.
Colibakterier giver svar med lys
Computeren blev til en start præsenteret for et mindre Hamilton-problem med kun tre toppunkter. Disse toppunkter blev udgjort af en kombination af genomer, som fik colibakterierne til at lyse enten rødt eller grønt. Den rette rute kunne herefter findes ved at se på farven, da de bakterier, der havde fundet det rigtige svar, ville lyse i begge farver og dermed tone over i en gul nuance.
Forskerne brugte principperne bag syntetisk biologi for at bygge den levende computer. De indkodede grafen med tre kanter og toppunkter i DNA'en og brugte Hin recombinase-proteinet, som findes i salmonellabakterien, til at lave de tre kanter i DNA-grafen om til en Hamilton-konfiguration, som ville trigge den gule farve.
Efter forskerne havde efterprøvet svaret, blev de så optimistiske, at de regner med, at princippet også kan bruges til at løse problemer med endnu flere toppunkter.
Sidste år var forskerne allerede på banen med en bakteriecomputer, der skulle løse ”the burnt pancake problem.’ Denne matematiske udfordring går på at sortere pandekager i en stak efter størrelse med færrest mulige rokader. Samtidig skal pandekagerne have den brændte side nedad hele stakken igennem.
