Pożyteczne bakterie

Obserwowany przez ostatnie dziesięciolecia trend do miniaturyzacji układów elektronicznych mógłby sprawić, że ok. roku 2030 rozmiary pojedynczej bramki logicznej zbliżyłyby się do rozmiarów pojedynczej cząstki organicznej. Wątpliwe jest jednak, aby tak się stało, ponieważ każde dwukrotne zmniejszenie układu powoduje pięciokrotne zwiększenie kosztu jego wytworzenia. Dlatego uwaga konstruktorów procesorów i układów pamięci zwraca się ku cząstkom biologicznym, które mogłyby służyć jako przełączniki w układach komputerowych, a które z natury są bardzo małe - ok. tysiąc razy mniejsze od używanych dzisiaj tranzystorów półprzewodnikowych.

Już w latach 70. zainteresowano się szczególnym rodzajem cząstek, jakie spotkać można w białku bagiennej bakterii Halobacterium halobium. Białko to, nazywane bakteriorodopsyną, wykazuje wrażliwość na światło - dzięki temu za pomocą promieni laserowych udało się zapisać i odczytać z niej informacje. Ciekawym obiektem badań jest też rodopsyna, która znajduje się w oku ludzkim i która pozwala nam widzieć w półmroku. Jej bakteryjna kuzynka ma większą trwałość, lepsze właściwości optyczne, ponadto można ją otrzymać w większych ilościach - dlatego właśnie ją wybrano jako materiał do badań.

Najbardziej zaawansowane badania właściwości białek bakteryjnych prowadzi dziś prof. Robert R. Birge z Uniwersytetu w Syracuse. Nie każdy jednak wie, że pierwsze prace nad wykorzystaniem bakteriorodopsyny w technice komputerowej prowadzili uczeni radzieccy, uważając, że w ten sposób prześcigną Zachód w rozwoju informatyki. Szczegóły ich prac owiane są mgłą tajemnicy, ale wiadomo, iż udało im się z białka bakteryjnego wyprodukować błonę do mikrofilmów, optyczne jednostki przetwarzania danych (nie nazwano ich komputerami), a być może nawet specjalizowany procesor do radarów wojskowych.

Jak przewiduje prof. Birge, pierwsze komercyjne zastosowanie znajdzie bakteriorodopsyna w układach trójwymiarowych pamięci komputerowych. Dzięki odpowiedniemu ustawieniu matryc laserowych możliwy jest przestrzenny zapis informacji o realnej gęstości ok. 30 mld bitów na cm 3. Dzięki zastosowaniu przetwarzania równoległego możliwa jest też do uzyskania olbrzymia szybkość działania procesu - ok. 10 Mb na sekundę dla każdej stronicy pamięci. Pierwsze karty pamięciowe mają się ukazać na rynku w przeciągu 3 lat, zaś komputery hybrydowe za ok. 8 lat.

Sztuczna Inteligencja

Systemy hybrydowe połączą w sobie cechy technologii półprzewodnikowej i białkowej. Posiadać będą "na pokładzie" przynajmniej 1 terabajt pamięci w kostkach bakteriorodopsyny, procesor białkowy zdolny do przetwarzania równoległego i asocjacyjnego oraz łącza świetlne zapewniające szybki przepływ danych wewnątrz komputera.

Na przełomie tysiącleci "komputer na bakterie" będzie pierwszym w historii, który stawi czoła wymaganiom stawianym sprzętowi niezbędnemu do podjęcia poważnych prac nad urzeczywistnieniem największego marzenia ziemskich naukowców - projektu Sztucznej Inteligencji. Tak więc wizje futurystów z lat 50. i 60. chyba się nie spełnią. Całkowicie sztuczna maszyna nie będzie nigdy myśleć samodzielnie. Dopiero wszczepienie do niej układów opartych na organizmach żywych sprawi, że sam komputer stanie się w pewnym sensie "żywy", a może także "inteligentny" - kto wie...