EO

Bio-computer op basis van moleculaire motoren

25 maart 2017 om 21:20 uur - Würzburg (D)

Fouten in software of computerchips verzoorzaken het crashen van computer of smartphone en ze maken het hackers mogelijk om wachtwoorden te stelen. Geautomatiseerde testmethodes zouden deze problemen kunnen vermijden, maar het hiervoor vereiste rekenvermogen neemt exponentieel toe met de omvang van het programma. Voor conventionele computers is het energieverbruik van de vereiste koeling en de vereiste rekencapaciteit te hoog om grote programma's te testen.


In Duitsland is onlangs een onderzoeksproject gestart om een bio-computer te ontwikkelen, die twee hoofdproblemen van de huidige supercomputer oplost. Enerzijds verbruiken supercomputers aanzienlijke hoeveelheden elektrische energie, zodat de ontwikkeling van krachtiger machines vooral vastloopt op de koeling van de processoren. Anderzijds zijn de huidige computers niet bijzonder goed in het gelijktijdig uitvoeren van meerdere taken tegelijkertijd.

 

Bio-computer

De bio-computer op basis van moleculaire motoren verbruikt per berekening maar een fractie van de energie van conventionele computers. Bovendien kan hij zeer veel operaties tegelijkertijd uitvoeren. Hij is daarmee bijzonder geschikt voor problemen zoals het testen van software, waarbij zeer veel oplossingen moeten worden getest.

 

De invloed van dit onderzoek beperkt zich niet tot het ontwerp van foutvrije software. Praktisch gezien kunnen alle interessante mathematische problemen van de huidige tijd niet efficiënt worden berekent met de huidige computertechnologie. Het Britse bedrijf Molecular Sens kwam op het idee om biomoleculaire motoren als computer te gebruiken.

 

Nanotechnologie

Door het gebruik van biomoleculaire motoren als rekentuig willen de onderzoekers de grens, vanaf waar een probleem te zwaar wordt voor een computer, verschuiven.

Het basisidee is, dat de slechts nanometer kleine biomoleculaire machine problemen oplost doordat ze door een netwerk van minuscule kanalen bewegen. Het via nanoproductie opgebouwde netwerk vertegenwoordigt daarbij een wiskundig algoritme. Deze benadering wordt door de onderzoekers een ‘netwerk gebaseerd bio-computer' genoemd.

 

Iedere keer als de biomoleculen een kruising in het netwerk bereiken, kunnen ze beslissen of ze een getal toevoegen of niet. Elk afzonderlijk biomolecuul fungeert zo als een minuscule computer, met processor en werkgeheugen. Hoewel elk biomolecuul op zich veel langzamer rekent dan een elektronische computer, kan het enorme aantal moleculen dankzij zelforganisatie een groot rekenvermogen ontwikkelen.

 

Deze benadering functioneert op kleine schaal al in de praktijk. De wetenschappers gebruiken de moleculaire motoren van cellen die in miljarden jaren werden geoptimaliseerd als zeer efficiënte nanomachines. De biologische rekenunits kunnen zichzelf vermeerderen om zich aan te passen aan de zwaarte van het mathematisch probleem.

 

Doelstelling

Het team van onderzoekers gaat zich nu werpen op de ontwikkeling van technologie die vereist is voor het opschalen van de netwerk gebaseerde bio-computer. Daarbij hebben ze zich tot doel gesteld andere alternatieve computers zoals de DNA-computer of kwantumcomputer te overtreffen.

Het eam hoopt hiermee een grote gemeenschap uit wetenschap en bedrijfsleven aan te spreken en aldus een nieuw onderzoeksterrein te vestigen. Het project is sterk interdisciplinair en beweegt zich in het spanningsveld tussen wiskunde, biologie, ingenieurswetenschappen en informatica.

 

Aan het project wordt deelgenomen door het Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme (ENAS) in Chemnitz en het Fraunhofer-Institut für Silicatforschung (ISC) in Würzburg. Andere deelnemers zijn Lund University in Lund (S), de Technische Universität Dresden, Linnaeus University in Kalmar (S), Bar Ilan University in Ramat-Gat (IL) en Molecular Sense in Oxford (GB).

 

bron: Fraunhofer-Institut für Silicatforschung (ISC)

 

Gerelateerd nieuws

Taiwanese  krijgt 'rots' van zonnepanelen

Taiwan krijgt 'rots' van zonnepanelen

Taiwan krijgt een gebouw dat geheel is bedekt met zonnepanelen. De iconische ‘Sun Rock’ moet jaarlijks 1 miljoen kWh stroom gaan leveren.

Treinen ontwerpen

Treinen ontwerpen

Binnenkort verschijnt de publicatie Treinen ontwerpen. Auteur van het boek, Niels Greif, was als ontwerper bijna vijf decennia betrokken bij Nederlandse Spoorwegen en maakte alles mee, van het eerste ontwerp, het …

Worm van door lithium brengt batterijen weer tot leven

'Worm van dood lithium' wekt batterijen weer tot leven

Onderzoekers van het SLAC National Accelerator Laboratory van het Department of Energy en de Stanford University (VS) hebben een manier gevonden om oplaadbare lithiumbatterijen nieuw leven in te blazen, waardoor het…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Güdel Benelux
Güdel Benelux

Lineaire aandrijf componenten en oplossingen

Orfa Visser BV
Orfa Visser BV

Gespecialiseerd in Forceren, Dieptrekken, Flenswalsen, Lassen en Apparatenbouw.

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

27 januari 2022

Webinar Kernfusie

Wat kunnen we wanneer verwachten van kernfusie, en wat zou het betekenen voor de energietransitie?

27 januari 2022, Amsterdam en online

The Things Conference

Conferentie over Lorawan

15 februari 2022

Masterclass additive manufacturing voor nieuwe mobiliteitsconcepten

Over de voordelen van additive manufacturing voor de mobiliteitsindustrie en hoe dit kan leiden tot...

Meer agendapunten »