Máy tính chạy bằng vi khuẩn

TP - Một nhóm các chuyên gia sinh học Mỹ đã tạo ra cỗ máy điện toán sinh học với thành phần xử lý là vi khuẩn E.coli.

Một nhóm các nhà khoa học Mỹ đến từ khoa Toán Sinh, trường Đại học  Missouri Western State, bang Missouri và trường cao đẳng Davidson, Bắc Carolina, đã tổng hợp và chế tạo được một loại vi khuẩn có thể giải các thuật toán phức tạp nhanh hơn bất kỳ chiếc máy tính có bộ vi xử lý làm từ silicon nào khác.

Công trình nghiên cứu này được đăng tải trên Tạp chí Công nghệ sinh học (Journal of Biological Engineering), chứng minh rằng, vi khuẩn hoàn toàn có khả năng giải được những bài toán về đồ thị như “Đường đi Hamilton”(The Hamiltonian Path Problem).

Hãy thử tưởng tượng, bạn muốn đi du lịch qua 10 thành phố lớn nhất nước Anh, được đánh số tương ứng từ 1 - 10, khởi đầu là London (số 1) và kết thúc tại Bristol (số 10). Bạn phải thực hiện chuyến hành trình trong thời gian ngắn nhất có thể, và chỉ được ghé mỗi thành phố một lần.

Bài toán thoạt nghe có vẻ đơn giản này lại hoàn toàn không dễ dàng tìm ra đáp số. Bởi, có đến hơn 3,5 triệu lộ trình di chuyển. Trong khi một máy tính thông thường có bộ vi xử lý làm từ silicon chỉ có thể tính toán lần lượt 3,5 triệu trường hợp, thì cỗ máy chạy bằng vi khuẩn lại có thể thực hiện ngần ấy phép tính cùng một lúc.

Để làm được điều này, trước tiên, các nhà khoa học phải tạo ra một phiên bản rút gọn của bài toán Hamilton: chỉ có ba thành phố thay vì 10, bằng cách sửa đổi DNA của vi khuẩn E.coli (Escherichia coli).

Sự kết hợp gen cho phép những vi khuẩn chuyển màu đỏ hoặc xanh lá cây sẽ tượng trưng cho các thành phố, còn tuyến đường giữa các thành phố được thể hiện thông qua sự hoán đổi ngẫu nhiên giữa các DNA. Những vi khuẩn đại diện cho đáp án đúng cuối cùng sẽ hiện màu vàng, là sự kết hợp giữa xanh và đỏ.

Để kiểm tra tính chính xác của đáp án, các nhà sinh học sẽ phân tích tính liên tục trong DNA của đám vi khuẩn. Họ cũng cho biết thêm, bằng cách sử dụng thêm nhiều liệu pháp gien khác, chẳng hạn như yếu tố kháng thuốc của vi khuẩn, nhóm nghiên cứu tin rằng, công trình của họ hoàn toàn có thể giải một bài toán tương tự, có nhiều thành phố hơn.

Bài toán Hamilton chỉ là một phần nhỏ mà máy tính sinh học có thể xử lý. Năm ngoái, cũng nhóm nghiên cứu này đã tạo ra loại vi khuẩn giải được “Bài toán bánh kếp khét” (Burnt Pancake Problem), có độ hóc búa không kém.

Không chỉ dừng lại ở đó, một cỗ máy sinh học sẽ không hề suy yếu theo năm tháng mà chỉ có thể mạnh hơn, nhanh hơn; nhờ vào đặc tính tự sản sinh liên tục của vi khuẩn.

Đỗ Trí Dũng lược dịch
Theo The Guardian và Science Daily

Video đang được xem nhiều

Cùng chuyên mục

Xem thêm Công nghệ

Mới - Nóng

Khám phá