Tendencias21

Crean una nanocomputadora que se alimenta de energía como las células vivas

Un equipo internacional ha creado modelo de computadora a nanoescala alimentado por trifosfato de adenosina, ATP, la sustancia que alimenta las células biológicas. Gasta mucha menos energía, y por tanto se calienta mucho menos y es más sostenible que los computadores electrónicos.

Crean una nanocomputadora que se alimenta de energía como las células vivas

La sustancia que proporciona energía a todas las células de nuestro cuerpo, el trifosfato de adenosina (ATP), también puede ser capaz de impulsar la próxima generación de superordenadores. Eso es lo que cree un equipo internacional de investigadores dirigido por Dan Nicolau, catedrático de Bioingeniería de la Universidad McGill (Canadá).

El equipo ha publicado un artículo sobre el tema esta semana en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), en el que describen el modelo de una computadora biológica que han creado que es capaz de procesar la información muy rápidamente y con precisión, utilizando redes en paralelo de la misma manera que las enormes super computadoras electrónicas; con la diferencia de que el modelo de bio-superordenador que han creado es mucho más pequeño que los superordenadores actuales, con un gran ahorro de energía, y utiliza las proteínas presentes en todas las células vivas para funcionar.

«Hemos logrado crear una red muy compleja en un área muy pequeña», dice Nicolau en la información de McGill. Comenzó a trabajar en la idea con su hijo, Dan Jr., hace más de una década, y luego se unió a colegas de Alemania, Suecia y los Países Bajos, hace unos 7 años.

El modelo de bio-supercomputadora que los Nicolau (padre e hijo) y sus colegas han creado se llevó a cabo gracias a una combinación de modelado geométrico y conocimientos de ingeniería (a nanoescala). Es un primer paso para demostrar que este tipo de computadora biológica puede funcionar de verdad.

El circuito de los investigadores tiene la apariencia de un mapa de carreteras de una ciudad bulliciosa, vista desde un avión. Al igual que en una ciudad, los coches y los camiones de diferentes tamaños, con motores de diferentes tipos, navegan a través de los canales que se han creado para ellos, consumiendo el combustible que necesitan para mantenerse en movimiento.

Computación más sostenible

Pero en el caso del biocomputador, la ciudad es un chip que mide aproximadamente 1,5 centímetros cuadrados en los que se han grabado los canales.

En lugar de electrones propulsados ​​por una carga eléctrica que se mueven alrededor de un microchip tradicional, hay cadenas cortas de proteínas (que los investigadores llaman agentes biológicos) viajando alrededor del circuito de una manera controlada, cuyos movimientos son alimentados con ATP, la sustancia química que es, en cierto modo, el jugo de la vida.

Debido a que funciona con agentes biológicos, y como resultado de eso, casi no se calienta, el modelo de bio-supercomputadora que han desarrollado los investigadores utiliza mucha menos energía que los superordenadores electrónicos estándar, por lo que es más sostenible. Los superordenadores tradicionales utilizan tanta electricidad, que se calientan mucho y luego tienen que enfriarse.

Pasar del modelo a la realidad

Aunque el modelo de bio-superordenador fue capaz de hacer frente de manera muy eficiente a un complejo problema matemático clásico mediante el uso de computación en paralelo del tipo de la que utilizan los superordenadores, los investigadores reconocen que todavía queda mucho trabajo por delante para pasar del modelo que han creado a un equipo funcional a escala completa.

«Ahora surgirán otros modelos que intenten llevar el nuestro más lejos, usando diferentes agentes biológicos, por ejemplo», dice Nicolau. «Es difícil decir cuándo veremos un bio-superordenador a escala completa. Una de las opciones para hacer frente a problemas más grandes y complejos puede ser combinar nuestro dispositivo con un ordenador convencional para que forme un dispositivo híbrido. En este momento estamos trabajando en una variedad de maneras de llevar la investigación más lejos».

Referencia bibliográfica:

Dan V. Nicolau, Mercy Lard, Till Korten, Falco C. M. J. M. van Delft, Malin Persson, Elina Bengtsson, Alf Månsson, Stefan Diez, Heiner Linke, Dan V. Nicolau: Parallel computation with molecular-motor-propelled agents in nanofabricated networks. Proceedings of the National Academy of Sciences (2016). DOI: 10.1073/pnas.1510825113.

RedacciónT21

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • Las mariposas pueden viajar a través de océanos enteros con la ayuda del viento 8 julio, 2024
    Un nuevo estudio ha demostrado que la mariposa dama pintada (Vanessa cardui) puede cruzar el segundo océano más grande del mundo, el Atlántico, con la ayuda de los vientos. Logra cubrir 4.200 kilómetros en tan solo 5 a 8 días. Sin el empuje de los vientos, los insectos solo habrían alcanzado unos 780 kilómetros antes […]
    Pablo Javier Piacente
  • El material orgánico de Marte revela el origen de la vida en la Tierra 8 julio, 2024
    Los científicos han descubierto que el dióxido de carbono en interacción con la luz solar ultravioleta reaccionó para conformar una niebla de moléculas de carbono, que se precipitaron sobre la superficie de Marte y dieron origen de esta forma al material orgánico identificado en el Planeta Rojo. El hallazgo podría ayudarnos a revelar cómo terminaron […]
    Pablo Javier Piacente
  • Cumbre mundial de física nuclear en Barcelona 8 julio, 2024
    La Universidad de Barcelona acoge esta semana una cumbre mundial de física nuclear y hadrónica para debatir las posibilidades de los núcleos atómicos para desvelar los misterios que rodean a los componentes esenciales de la materia cósmica.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • Los perros que viven cerca de Chernóbil son genéticamente únicos 7 julio, 2024
    Un nuevo estudio sugiere que los perros que viven en las cercanías de la zona donde ocurrió el desastre nuclear de Chernóbil en 1986 han desarrollado variaciones genéticas únicas, que los diferencian notablemente de otras poblaciones de la misma especie. Además, los científicos creen que existen cambios en el impacto genético de acuerdo a la […]
    Pablo Javier Piacente
  • Los neandertales se extinguieron por hacer el amor, y no la guerra 6 julio, 2024
    Una nueva investigación sugiere que tener sexo con el Homo sapiens habría terminado con los neandertales, y no grandes guerras o enfrentamientos con animales feroces. Al parecer, el mestizaje con nuestros ancestros podría haber dado como resultado que muy pocos neandertales se cruzaran entre sí, lo que los llevó a la extinción.
    Pablo Javier Piacente
  • Algo invisible podría esconderse bajo la superficie de la Luna 5 julio, 2024
    Las extrañas estructuras arremolinadas de origen magnético que se han descubierto en la Luna y que aún no tienen explicación, podrían crearse a partir de la actividad de algo desconocido que existe en el interior del satélite: un nuevo estudio intenta determinar qué podría ser exactamente lo que está oculto bajo la superficie lunar y […]
    Pablo Javier Piacente
  • Las explosiones solares extremas combinadas con un campo magnético débil podrían ser un gran peligro para la Tierra 5 julio, 2024
    Los científicos advierten que en momentos en que el campo magnético de la Tierra es débil, las tormentas solares muy intensas podrían tener un efecto dramático para la vida en todo el planeta. Aunque no es posible saber cuándo podría concretarse esta combinación mortal, indican que es necesario estar alertas durante el máximo solar o […]
    Pablo Javier Piacente
  • Se crea el primer acceso gratuito a la superficie lunar 5 julio, 2024
    Un software de código abierto llamado Moonindex facilita a los científicos una herramienta gratuita para explorar el posible uso de los recursos minerales de la Luna en futuras misiones espaciales y para identificar sitios de aterrizaje adecuados.
    Redacción T21
  • Crean el primer robot organoide con materia cerebral humana 4 julio, 2024
    Un sistema de interfaz cerebro-ordenador desarrollado en China combina la materia cerebral humana con un chip para crear un robot híbrido: se trata de un organoide creado en base a células madre en un entorno controlado de laboratorio, que interactúa con electrodos para llevar adelante funciones cerebrales básicas.
    Pablo Javier Piacente
  • Una pierna biónica puede ser controlada por el cerebro y hasta permite escalar o bailar 4 julio, 2024
    Los investigadores han desarrollado una nueva pierna protésica que se puede controlar a través de señales cerebrales: permite caminar a velocidades máximas equivalentes a las personas sin amputación, además de realizar excursiones, escalar y hasta bailar. Se trata de la primera prótesis con estas características que puede ser controlada totalmente por el sistema nervioso del […]
    Pablo Javier Piacente