«Биокомпьютеры»

    Дисциплина: Программирование
    Тип работы: Реферат
    Тема: «Биокомпьютеры»

    Московская Государственная Академия Приборостроения и Информатики

    ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

    по информационным экономическим системам

    «Биокомпьютеры»

    Выполнил: Пяров Тимур Р

    ЭФ2, 2 курс, 35.14

    2002

    Москва

    Оглавление TOC o \"1-3\" h z u

    Полностью био. PAGEREF _Toc10443777 h 3

    В Германии создан первый в мире нейрочип, сочетающий электронные элементы и нервные клетки PAGEREF _Toc10443778 h 4

    Биология in silico. PAGEREF _Toc10443779 h 5

    Инфузорное программирование. PAGEREF _Toc10443780 h 8

    Биоалгоритмика. PAGEREF _Toc10443781 h 11

    Биочипы как пример индустриальной биологии. PAGEREF _Toc10443782 h 17

    Первый биокомпьютер

    Группе учёных из мюнхенского Института биохимии имени Макса Планка удалось создать первый в мире нейрочип. Микросхема, изготовленная Питером Фромгерцом и Гюнтером Зеком, сочетает

    в себе электронные элементы и нервные клетки.

    Главной проблемой при создании нейрочипов всегда была сложность фиксации нервных клеток на месте. Когда клетки начинают образовывать соединения друг с другом, они неизбежно

    смещаются. На этот раз учёным удалось избежать этого.

    Взяв нейроны улитки, они закрепили их на кремниевом чипе при помощи микроскопических пластмассовых держателей (на

    фото). В итоге каждая клетка оказалась соединена как с соседними клетками, так и с чипом. Подавая через чип на

    определённую клетку электрические импульсы, можно управлять всей системой.

    Сочетание биологических и компьютерных систем таит в себе огромный потенциал. По мнению специалистов, нейрочипы позволят создать более совершенные, способные к обучению

    компьютеры, а также протезы для замены повреждённых участков мозга и высокочувствительные биосенсоры.

    Как заявил недавно знаменитый британский физик Стивен Хокинг, если мы хотим, чтобы биологические организмы по-прежнему превосходили электронные, нам придётся поискать способ

    объединить компьютеры и человеческий мозг, либо попытаться искусственным путём усовершенствовать собственные гены. (Подробнее об этом рассказывается

    здесь)

    Впрочем, такие проекты пока остаются фантастикой. До их реализации пока ещё очень далеко, а пока главным предназначением устройств, подобных созданной в Мюнхене нейросхеме,

    является изучение механизмов работы нервной системы и человеческой памяти.

    Полностью био

    Группа ученых из Вейцмановского Института (Weizmann Institute), Израиль, удалось создать первый в мире компьютер, все обрабатываемые данные и компоненты которого, включая

    \"железо\", программы и систему ввода-вывода, умещаются в одной стеклянной пробирке. Фокус заключается в том, что вместо традиционных кремниевых чипов и металлических проводников новый

    компьютер состоит из набора биомолекул - ДНК, РНК и некоторых ферментов. При этом ферменты (или, по-другому, энзимы) выступают в роли \"железа\", а программы и данные зашифрованы собой

    парами молекул, формирующих цепочки ДНК (на иллюстрации).

    По словам руководителя проекта профессора Эхуда Шапиро (Ehud Shapiro), биокомпьютер пока может решать лишь самые простые задачи, выдавая всего два типа ответов: \"истина\" или

    \"ложь\". При этом в одной пробирке помещается одновременно до триллиона элементарных вычислительных модулей, которые могут выполнять до миллиарда операций в секунду. Точность вычислений

    при этом составит 99,8%. Для проведения вычислений необходимо предварительно смешать в пробирке вещества, соответствующие \"железу\", \"программному обеспечению\" и исходным данным, при

    этом ферменты, ДНК и РНК провзаимодействуют таким образом, что в результате образуется молекула, в которой зашифрован результат вычислений.

    Комментируя новое достижение Шапиро сообщил, что природа предоставила человеку превосходные молекулярные машины для кодирования и обработки данных, и, хотя ученые еще не научились

    синтезировать такие машины самостоятельно, использование достижений природы уже в скором будущем позволит решить эту проблему. В будущем молекулярные компьютеры могут быть внедрены в

    живые клетки, чтобы оперативно реагировать на негативные изменения в организме и запускать процессы синтеза веществ, способных противостоять таким изменениям. Кроме этого, благодаря

    некоторым своим особенностям, биокомпьютеры смогут вытеснить электронные машины из некоторых областей науки.

    В Германии создан первый в мире нейрочип, сочетающий электронные элементы и нервные клетки

    Главной проблемой при создании нейрочипов всегда была сложность фиксации нервных клеток на месте. Когда клетки начинают образовывать соединения друг с другом, они неизбежно

    смещаются. На этот раз учёным удалось избежать этого.

    Взяв нейроны улитки, они закрепили их на кремниевом чипе при помощи микроскопических пластмассовых держателей. В итоге каждая клетка оказалась соединена как с соседними клетками,

    так и с чипом. Подавая через чип на определённую клетку электрические импульсы, можно управлять всей системой.

    Сочетание биологических и компьютерных систем таит в себе огромный потенциал. По мнению специалистов, нейрочипы позволят создать более совершенные, способные к обучению

    компьютеры, а также протезы для замены повреждённых участков мозга и высокочувствительные биосенсоры.

    Как заявил недавно знаменитый британский физик Стивен Хокинг, если мы хотим, чтобы биологические организмы по-прежнему превосходили электронные, нам придётся поискать способ

    объединить компьютеры и человеческий мозг, либо попытаться искусственным путём усовершенствовать собственные гены. (Подробнее об этом рассказывается

    здесь)

    Впрочем, такие проекты пока остаются фантастикой. До их реализации пока ещё очень далеко, а пока главным предназначением устройств, подобных созданной в Мюнхене нейросхеме,

    является изучение механизмов работы нервной системы и человеческой памяти.

    Источник:

    Nature

    Биология in silico

    Автор: Михаил Гельфанд,

    gelfand@integratedgenomics.ru

    Дата публикации:21.09.2001

    Вычислительная биология, она же биоинформатика, она же компьютерная генетика

    - молодая наука, возникшая в начале 80-х годов на стыке молекулярной биологии и генетики, математики (статистики и теории вероятности) и информатики, испытавшая влияние лингвистики и

    физики полимеров. Толчком к этому послужило появление в конце 70-х годов быстрых методов секвенирования* последовательностей ДНК*. Нарастание объема данных происходило лавинообразно

    (рис. 2) и довольно скоро стало ясно, что каждая полученная последовательность не только представляет интерес сама по себе (например, для целей генной инженерии и биотехнологии), но и

    приобретает дополнительный смысл при сравнении с другими. В 1982 году были организованы банки данных нуклеотидных последовательностей - GenBank в США и EMBL в Европе. Первоначально

    данные переносились в банки из статей вручную, однако, когда этот процесс начал захлебываться, все ведущие журналы стали требовать, чтобы последовательности, упоминаемые в статье, были

    помещены в банк самими авторами. Более того, поскольку секвенирование уже давно стало рутинным процессом, который выполняют роботы или студенты младших курсов на лабораторных работах,

    многие последовательности ...

    Забрать файл

    Похожие материалы:


ПИШЕМ УНИКАЛЬНЫЕ РАБОТЫ
Заказывайте напрямую у исполнителя!


© 2006-2016 Все права защищены