Il DNA computer impara a giocare a tris

Ancora progressi nell?integrazione del componente fondamentale della vita biologica nel mondo asettico del digital computing e delle macchine dal cuore di silicio

Roma - Il computer biologico, per quanto ancora lontano dal rappresentare un obiettivo concreto, impara a giocare a tris ribattendo alle mosse di avversari umani. MAYA-II, sviluppato dai ricercatori della Columbia University in collaborazione con l'Università del New Mexico, è un sistema computazionale composto da porte logiche basate su DNA, in grado di calcolare le mosse successive al gioco del tris attraverso reazioni chimiche che coinvolgono le molecole dell'acido fondamentale per il metabolismo degli organismi viventi.

Una porta logica a base organica consiste in un frammento di DNA, collegato ad una porta di input in cui immettere il materiale organico che rappresenta i dati. Reagendo alle informazioni in ingresso, il DNA si comporta come un enzima, modificando a sua volta un'altra breve sequenza di acido desossiribonucleico con cui comunica i risultati del calcolo in uscita.

I ricercatori hanno costruito una griglia formata da 9 serbatoi, replicando lo schema del gioco del tris, universale per antonomasia. Per partecipare al gioco, è necessario che il giocatore umano introduca manualmente una sequenza di DNA in uno degli 8 serbatoi rimasti liberi dopo la prima mossa riservata alla macchina biologica. La limitazione fondamentale del sistema, infatti, è che la macchina fa sempre la prima mossa riempiendo il serbatoio centrale. La generazione precedente di MAYA era ancora più limitata, con la prima mossa del giocatore umano ridotta ad uno solo di due quadrati ben definiti.
Ogni serbatoio di MAYA-II è composto da un numero di porte logiche a base di DNA compreso tra 14 e 18. Ad ogni mossa dell'avversario umano, la macchina risponde con una reazione molecolare: la sequenza di DNA di output generata dalla reazione ai dati in ingresso viene incanalata in una serie di altre porte logiche, collegate agli 8 serbatoi non ancora occupati. La reazione chimica così messa in moto produce infine una luce verde fluorescente all'interno del serbatoio scelto da MAYA-II come sua prossima mossa. La reazione mette "in allerta" anche gli altri serbatoi liberi, preparandoli per la risposta alle mosse future dell'avversario.

I ricercatori sono entusiasti del risultato ottenuto: "MAYA-II spinge il calcolo biologico ad un nuovo livello di potenza", commenta Joanne Macdonald della Columbia University, e la sua realizzazione ha un'importanza "simile all'invenzione dei primi microchip contenenti centinaia di porte logiche". La ricercatrice ammette le limitazioni del sistema, con una partita che può durare a lungo, visto che c'è da attendere tra i 2 e i 30 minuti per calcolare ogni mossa, ed un secondo apparato risulta necessario per tradurre i segnali fluorescenti in una mossa nel gioco.

Il sistema potrebbe altresì rivelarsi estremamente utile per raffinare le attuali tecniche di analisi dei campioni di DNA, e nella ricerca di marcatori genetici di particolari malattie. Macdonald sta già impiegando le porte bio-logiche alla base di MAYA-II per separare i virus ed individuare particolari combinazioni di DNA mutato.

Martyn Amos, della Manchester Metropolitan University del Regno Unito, commenta in maniera più critica il risultato ottenuto dai ricercatori americani: "Questo è il tipo di esperimenti che va nella giusta direzione per il calcolo basato sul DNA", ammette, ma poi aggiunge che "non è qualcosa che si può interfacciare facilmente con il silicio". Le molecole di DNA impiegate nell'esperimento, conclude poi Amos, non possono essere controllate completamente, essendo in tal modo soggette a possibili malfunzionamenti occasionali che inficerebbero inevitabilmente il calcolo finale.

Alfonso Maruccia
13 Commenti alla Notizia Il DNA computer impara a giocare a tris
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  • Credo molto nel calcolo organico , di cui ho avuto modo di leggere una decina di anni fa i primi approcci pionieristici di Adleman . Personalmente ritengo che sarà il prossimo step verso nuove architetture computazionali , ed impiegato per risolvere problemi di elevata complessità , al di fuori della portata delle attuali tecnologie . Speriamo che questo settore come altri non venga abbandonato per logiche di mercato ottuse e pressioni lobbystiche , che dopo un bel po di anni dopo il 2000 ci costringono a tenere sulle nostre scrivanie dei mostri di assorbimento energetico e con un'interfaccia datata e tutt'altro che intelligente .
    non+autenticato

  • - Scritto da:
    > Credo molto nel calcolo organico , di cui ho
    > avuto modo di leggere una decina di anni fa i
    > primi approcci pionieristici di Adleman .
    > Personalmente ritengo che sarà il prossimo step
    > verso nuove architetture computazionali , ed
    > impiegato per risolvere problemi di elevata
    > complessità , al di fuori della portata delle
    > attuali tecnologie.

    Concordo con te, anche se ritengo passerà qualche secolo prima di giungere alla realizzazione di un vero sistema funzionante e facilmente riproducibile.


    Nel resto sei un po' tanto ot.

    > Speriamo che questo settore
    > come altri non venga abbandonato per logiche di
    > mercato ottuse e pressioni lobbystiche , che dopo
    > un bel po di anni dopo il 2000 ci costringono a
    > tenere sulle nostre scrivanie dei mostri di
    > assorbimento energetico e con un'interfaccia
    > datata e tutt'altro che intelligente
    > .
  • Immagino che il problema principale consista nel fatto che qui si sta tentando di impiegare doti computazionali potenziali di qualcosa di cui non conosciamo a pieno i meccanismi di funzionamento (la ricombinazione del DNA e la sua complessa attività molecolare).

    In virtù di questa sua complessità, inoltre, pare un sistema sostanzialmente inaffidabile e irrimediabilmente fallato: d'accordo, oggi siamo abituati ai bug di programma e agli errori di conflitti di IRQ della BSOD di XP, ma un transistore può avere sempre e comunque valore 0 o 1. Il DNA ricombinante usato come componente fondamentale di una macchina computazionale......è una variabile incognita costruita su un'altra incognita.

    Un paradosso cyber-punk, insommaCon la lingua fuori

  • - Scritto da: AlfonsoMaruccia
    > Immagino che il problema principale consista nel
    > fatto che qui si sta tentando di impiegare doti
    > computazionali potenziali di qualcosa di cui non
    > conosciamo a pieno i meccanismi di funzionamento
    > (la ricombinazione del DNA e la sua complessa
    > attività
    > molecolare).
    >
    > In virtù di questa sua complessità, inoltre, pare
    > un sistema sostanzialmente inaffidabile e
    > irrimediabilmente fallato: d'accordo, oggi siamo
    > abituati ai bug di programma e agli errori di
    > conflitti di IRQ della BSOD di XP, ma un
    > transistore può avere sempre e comunque valore 0
    > o 1. Il DNA ricombinante usato come componente
    > fondamentale di una macchina
    > computazionale......è una variabile incognita
    > costruita su un'altra
    > incognita.
    >
    > Un paradosso cyber-punk, insommaCon la lingua fuori


    Si, ma non guardarlo ora, ora non è neanche veloce, va visto in prospettiva.

    Quello che è certo è che non è per noi.

  • Quel che è certo è che è folle, o perlomeno estremamente prematuro (pionieristico e stupido assieme, lo definirei), pensare al calcolo biologico quando il suddetto biologico non è sotto il nostro controllo più totale come invece è per i transistori alla base delle unità computazionali al silicio.

    E ci sono persino dubbi che lo possa mai essere: il DNA, per via della sua stessa complessissima natura, è soggetto a degenerazioni (vedi neoplasie).
  • - Scritto da: Ubu re
    > Si, ma non guardarlo ora, ora non è neanche
    > veloce, va visto in
    > prospettiva.
    >
    Il calcolo organico basato su DNA non ha bisogno di essere veloce , perchè data la mole di elementi che mette in campo può risolvere problemi il cui calcolo affrontato con architetture convenzionali è di gran lunga superiore alle risorse impiegate a risolverlo . Ricordo di un problema del commesso viaggiatore risolto in un tempo necessario ad agitare una provetta . Deluso

    > Quello che è certo è che non è per noi.
    Quoto in pieno . Peccato Triste

    - Scritto da: AlfonsoMaruccia
    > In virtù di questa sua complessità, inoltre, pare
    > un sistema sostanzialmente inaffidabile e
    > irrimediabilmente fallato .

    Cosa intendi per falla nel DNA ? Difficilmente potrai avere una sequenza A-G-T-C . Anzi quasi mai .

    > E ci sono persino dubbi che lo possa mai essere:
    > il DNA, per via della sua stessa complessissima
    > natura, è soggetto a degenerazioni (vedi
    > neoplasie).

    Quando parli di neoplasie stai parlando di una sovrastuttura e non del DNA , in quanto il DNA di una cellula neoplasica è congruente .

    non+autenticato
  • ...gli impareranno anche a giocare a Defcon

    http://www.everybody-dies.com/

    Rotola dal ridere

    Marco Ravich
    non+autenticato
  • Non capisco perchè chi corregge IMPARERANNO con INSEGNERANNO viene censurato con una x rossa.

    Una semplice correzione, non un insulto o altro di sgradevole.

    Du.demon
    non+autenticato

  • - Scritto da:
    > Non capisco perchè chi corregge IMPARERANNO con
    > INSEGNERANNO viene censurato con una x
    > rossa.
    >
    > Una semplice correzione, non un insulto o altro
    > di sgradevole.
    >
    >
    > Du.demon


    Perché viola la netiquette.
  • "L'unico modo per vincere e' non giocare" Geek
    Funz
    12995
  • - Good Morning Professor Falken
    > Hello Joshua
    - What is the primary goal�
    > You should know professor, you programmed me.
    - C'mon, what is the primary goal?
    > To win the game�

    (Wargames, 1983)
    non+autenticato
  • Stephen Falken: Did you ever play tic-tac-toe?
    Jennifer: Yeah, of course.
    Stephen Falken: But you don’t anymore.
    Jennifer: No.
    Stephen Falken: Why?
    Jennifer: Because it’s a boring game. It’s always a tie.
    Stephen Falken: Exactly.

    There’s no way to win. The game itself is pointless!

    (Wargames, 1983)
    non+autenticato