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

Bommetje onder supergeleidingstheorie

Bommetje onder de supergeleidingstheorie

Metingen aan een supergeleider laten een scherpe overgang zien tussen een gewoon metaal en een zogeheten 'vreemd' metaal. Maar wat pas echt vreemd is: de overgang verliest die scherpte weer als de temperatuur…

Wereldrecord energiezuinige dataconversie voor IoT

Wereldrecord energiezuinige dataconversie voor IoT

Het succes van IoT, dat bestaat uit veel kleine en autonoom werkende sensoren, hangt in hoge mate af van het energieverbruik. De energie die nodig is om de fysieke signalen om te zetten in digitale data, kan nog flink…

Boek over dynamiek in Nederlandse chipindustrie

Boek over dynamiek in Nederlandse chipindustrie

Hoe kan het dat Nederlandse ondernemingen als ASML, ASM, BESI en NXP de spil vormen in de digitale revolutie? Daarover gaat het boek Fortunes of High Tech door Jorijn van Duijn. In de studie met de ondertitel A history…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Product van de maand

RSS
Nieuwe Safety Field Box van Schmersal

Eenvoudige installatie-oplossing voor complexe machines: veiligheidsveldbus met PROFINET/PROFIsafe-veldbusinterface

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

B&R Industriële Automatisering BV *
B&R Industriële Automatisering BV *

Perfection in Automation

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Ringspann Benelux BV
Ringspann Benelux BV

Partner in aandrijf- en opspantechniek

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

9 december 2019, D&F kantoor Breda

Veiligheid van beweegbare bruggen volgens NEN 6787

10 december 2019, Utrecht

International MicroNanoConference 2019

De actieve betrokkenheid van industrie, wetenschap en gebruikersgemeenschap van microsystemen en...

Meer agendapunten »