Искусственный интеллект в цифровом формате

Докучаев Дмитрий aka Forb

Спецвыпуск Xakep, номер #038, стр. 038-090-1

(forb@real.xakep.ru)

Биокомпьютеры: миф или реальность

Наверное, все смотрели фильм “Терминатор” про боевых роботов, которые обладают суперспособностями и крушат все на своем пути. Фантасты не раз писали подобные сценарии с участием интеллектуальных организмов, но их мысли всегда оставались только на бумаге.

Пока электронная машина вполне устраивала человека, потребности в биокомпьютерах (а тем более в биороботах) не возникало. Хотя, несмотря на всю сложность живых организмов, создать биоструктуру вполне реально.

Время от времени человек сталкивается с проблемами, которые способен решить только он сам, техника отдыхает. Рассмотрим простой пример: имеем на входе несколько жидкостей алкогольного содержания ;). Задача предельно проста - составить из них коктейль, не превышающий 20 градусов. “Легко! - скажешь ты, - берешь спиртометр и измеряешь градус по мере добавления жидкостей”. А что если ошибаться нельзя, и погрешность в 0,01 градус может быть смертельной? Либо существует второстепенная задача - проконтролировать вкус коктейля, проверить его на сладковатость либо горьковатость? Вот тогда тебе и пригодятся биотехнологии :).

Расцвет биотехнологии

В конце 90-х годов японцы публикуют сногсшибательную новость: впервые в мире ведутся работы по созданию биокомпьютера, принцип действия которого основан на биологических датчиках. Раньше никто и подумать не мог о такой технологии, так как для нормального функционирования живых организмов требуется постоянное поддержание необходимых условий (температуры, обмена веществ и т.д.). Казалось бы, искусственно создать такой организм невозможно, поэтому новость вызвала большое удивление.

После многочисленных исследований ученые решили использовать в качестве биодатчиков белковые соединения. Несмотря на то, что поддержать их “живучесть” крайне сложно, был найден выход из положения. Как показали эксперименты, сферическая молекула белка способна выдерживать невероятные нагрузки и быть неприхотливой к любым внешним раздражениям (в том числе и химическим). Особенность такого датчика - упругость, которая различна во всех направлениях. Чтобы понять картину, вернемся к нашему примеру: при пропускании через белок (как потом станет ясно, подложку с прикрепленными на ней ферментами) раствора ингредиентов, реакция сенсора с повышением процента алкоголя будет разной. Остается лишь ждать, когда градус примет предельное значение, и остановить процесс.

Все началось с датчика

Когда раствор попадает на белок, он не разрушает его структуру, а лишь заставляет немного изменить форму. После небольших расчетов (их выполняет привычная ЭВМ) молекула инородного вещества отделяется от белка. Затем биодатчик приобретает прежний вид. Таким образом, если белок вступит в контакт с водой, он каким-либо образом изменит свою форму. Если вместо воды будет чистый спирт, изменения будут другие. Важно понимать, что временная утрата формы связана со всеми параметрами изучаемого вещества (концентрация, температура, состав), а после того как контакт с ферментом пропадает, белок примет прежний вид.