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Anuncian era de las súpercomputadoras biológicas

Científicos han diseñado solución que haría posible un revolucionario concepto en computación: las supercomputadoras biológicas.

Diario TI 01/03/16 7:27:50

La supercomputadoras actuales constituyen, en realidad, un grupo de servidores operando en paralelo, con el fin de resolver grandes tareas de cálculo. Generalmente, estas instalaciones ocupan gran espacio, junto con necesitar cuantiosa energía e infraestructura para refrigeración.

La semana pasada, científicos adscritos a las universidades suecas de Lund y Linné anunciaron un hito en investigación, que allanaría el camino para una nueva era en informática: la computación biológica. Éstos dispositivos estarían en condiciones de solucionar tareas matemáticas con mayor rapidez y mejor costo-eficiencia que la supercomputadoras actuales.

Según la Universidad de Lund, las computadoras actuales no son totalmente eficientes al solucionar problemas que impliquen un gran número de combinaciones y posibles soluciones. Ejemplos concretos de ello son la criptografía y el aprendizaje automático.

Motores moleculares

Al utilizar lo que los científicos denominan motores moleculares, sería posible solucionar tales problemas con rapidez y bajo consumo de energía.

En un comunicado, los científicos describen estos motores moleculares como “grandes moléculas que realizan tareas mecánicas en células vivas”. La miosina, que se encuentra en las células de los músculos, es un ejemplo en tal sentido, al ser posible utilizarla para mover filamentos de proteína. Los científicos han creado surcos artificiales, donde es posible controlar el movimiento de tales filamentos.

“Dicho de manera sucinta, se crea un laberinto de nanocanales, con reglas de tránsito específicas para los  filamentos de proteínas. La solución al laberinto equivale a la respuesta para un problema matemático, y varias moléculas pueden intentar simultáneamente encontrar la salida del laberinto”, escribe Heiner Linke, coordinador de la investigación, en un comunicado.

La idea original habría sido concebida hace 10 años por dos científicos canadienses de la Universidad McGill, de Montreal, Dan Nicolau padre y Dan Nicolau hijo. Hace 7 años, los científicos canadienses comenzaron a cooperar con colegas de Suecia, Alemania y Holanda. Es precisamente el resultado de esta cooperación que ahora ha sido publicado.

En el comunicado, Nicolau padre escribe: “comenzó como una idea en el reverso de un sobre; o quizás después de haber bebido demasiado ron; con dibujos de gusanillos explorando un laberinto”. Con base en esta idea, los científicos habrían creado un modelo de bio-supercomputadora, que constituiría el primer paso para comprobar el funcionamiento de  esta modalidad de computación.

Similar a la red vial de una ciudad

El circuito resultante se asemeja, según los científicos, a una ciudad activa y funcional, vista desde la perspectiva de un avión. Al igual que en la ciudad, los vehículos de distintos tamaños y provistos de distintos motores, se desplazan a través de “canales” mientras que consumen combustible al desplazarse. La diferencia en esta analogía sería que el circuito real sería de 1,5 cm², que se trata de proteínas desplazándose, y que el combustible es trifosfato de adenosina (ATP), la sustancia utilizada para la transferencia de energía en las células de organismos vivos.

Según la Universidad de Lund, en el proyecto se utiliza un enfoque similar al de las computadoras cuánticas, aún que en lugar de bits cuánticos (qubits), las biosupercomputadoras utilizan moléculas que trabajan paralelamente. “El hecho que las moléculas sean muy baratas – y que hayamos comprobado que los cálculos de la computadora biológica funcionan- me hacen creer que sería posible utilizar computadoras biológicas dentro de 10 años. Claro está, las computadoras cuánticas tendrán un gran impacto en el mediano plazo, pero hay una serie de grandes problemas que dan viabilidad a la computación biológica”, concluye señalando Heiner Linke.

El sitio PNAS.org  ha publicado un artículo científico sobre la investigación.

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Imagen: Proteinas por © AuntSpray vía Shutterstock

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