Биокомпьютеры

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.

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. 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.

конференция по искусственной жизни» - междисциплинарный форум, на который собираются

ученые, изучающие природу и перенимающие в своих исследованиях ее «творческий опыт».
Например, исследователи из голландского «Центра природных вычислений» при Лейденском университете полагают, что, освоив некоторые приемы генетических манипуляций, заимствованные у простейших одноклеточных организмов - ресничных инфузорий, человечество сможет воспользоваться гигантским вычислительным потенциалом, скрытым в молекулах ДНК.

было продемонстрировано, как с помощью молекул ДНК в единственной пробирке

можно быстро решать классическую комбинаторную «задачу про коммивояжера» (обход вершин графа по кратчайшему маршруту), «неудобную» для компьютеров традиционной архитектуры. Результаты же экспериментов ученых из лейденского центра дают основания надеяться, что в недалеком будущем ресничные инфузории можно будет использовать для реальных ДНК-вычислений.

концепцию
«всепроникающих вычислений» - идею о гигантской
совокупности микрокомпьютеров, встроенных

во все
предметы быта и незаметно взаимодействующих
друг с другом. В этой единой беспроводной сети будет
увязано все: кухонная техника, бытовая электроника, следящие за микроклиматом сенсоры в комнатах, радиомаяки на детях и домашних животных… Список этот можно увеличивать бесконечно. Но сейчас добавление каждой новой «умной штучки» отнимает массу времени, чтобы взаимно подстроить работу этого устройства и уже сформировавшейся конфигурации. В концепции же будущего, поскольку хозяева дома, по определению, не обладают ни временем, ни знаниями для настройки совместной работы всей этой армии бесчисленных «разумных вещей», изначально предполагается способность системы к самоорганизации. Поэтому достаточно естественно, что взгляд ученых устремился к природе, где подобные задачи решены давно и успешно. В частности, эксперименты исследователей British Telecom показали, что их система, имитирующая поведение колонии бактерий в строматолитах, способна поддерживать работу сети из нескольких тысяч устройств, автоматически управляя большими популяциями отдельных элементов.

под руководством профессора Марко Дориго (Marco Dorigo). Они продемонстрировали, что

программы, имитирующие стратегию поведения муравьиного сообщества, могут успешно управлять работой сложных компьютерных сетей.

Рыская в поисках корма, муравьи-разведчики оставляют за собой меченую феромонами дорожку. При этом зачастую к одному
источнику пищи прокладывается сразу несколько троп,
но разведчик,
открывший самую короткую тропинку, возвращается
быстрее и уводит за собой соплеменников. Выделяемые
ими феромоны делают тропку более пахучей, чем
остальные - в результате самая выгодная тропа быстро
становится самой популярной. Учёные взяли эту тактику
на вооружение: созданные ими программные агенты
случайным образом «прозванивают» каналы связи
между различными узлами сети и метят «тропинки» цифровыми «феромонами», на основании чего определяют оптимальный маршрут для передачи пакетов данных из одной точки в другую.

и алгоритмы на графах активно изучались и
разрабатывались, начиная со

второй половины 50-х годов.
Алгоритмический бум 60-х - 70-х годов был связан как с
разработкой теоретических моделей вычислений
(конечные автоматы и их варианты с различными видами
памяти), так и с появлением компьютеров и, следовательно,
реальной потребностью в обработке значительных
(по тем временам) объемов данных. Своеобразными итогами
этого периода стали многотомное «Искусство
программирования» Д. Кнута (1968-1973) и «Построение и
анализ вычислительных алгоритмов» А. Ахо, Дж. Хопкрофта
и Дж. Ульмана (1976). Анализ достижений этого
замечательного этапа в развитии теории алгоритмов есть
также в книге: В. А. Успенский, А. Л. Семенов. Теория алгоритмов: основные
открытия и приложения. - М.: Наука, 1987.

и белков - началу 80-х годов - алгоритмический аппарат был,

в значительной степени, готов. При этом специалисты в области алгоритмов рассматривали биологические приложения в одном ряду с техническими, одни и те же алгоритмы применялись, например, для сравнения («выравнивания») биологических последовательностей и для поиска сбоев при хранении файлов. Характерно название первого сборника работ по биоалгоритмике - «Time Warps, String Edits, and Macromolecules: The Theory and Practice of Sequence Comparison» (Sankoff, D and Kruskal, JB, eds, 1983).