13 de junho de 2017
A Computação de DNA Chegou e É Incrível
A Universidade de Manchester revelou uma nova forma de computador que poderá mudar o mundo mais profundamente do que o advento da Internet, dos telemóveis ou da energia nuclear. Uma equipa liderada pelo Professor Ross D. King revelou em março uma forma super rápida de computador que “cresce à medida que computa”. É a computação de DNA e é incrível.
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O Computador Que Irá Transformar o Mundo Já Está Aqui
A Universidade de Manchester revelou uma nova forma de computador que poderá mudar o mundo mais profundamente do que o advento da Internet, dos telemóveis ou da energia nuclear.
Uma equipa liderada pelo Professor Ross D. King revelou em março uma forma super rápida de computador que “cresce à medida que computa”.
Parece bizarro, mas a equipa de Manchester transformou filamentos de DNA na base de um sistema de computação e armazenamento de dados.
O novo sistema tem o potencial de ser exponencialmente mais rápido do que os computadores eletrónicos modernos, e até mais rápido do que os computadores quânticos que só agora estão a chegar ao mercado.
A razão é que, ao contrário dos computadores eletrónicos, os computadores baseados em DNA podem trabalhar em duas respostas ao mesmo tempo.
“Imagine que um computador está a procurar num labirinto e chega a um ponto de escolha, um caminho leva para a esquerda, o outro para a direita”, explicou o Professor King, da Escola de Ciência da Computação de Manchester. “Os computadores eletrónicos precisam de escolher qual caminho seguir primeiro.
“Mas o nosso novo computador não precisa de escolher, pois pode replicar-se e seguir ambos os caminhos ao mesmo tempo, encontrando assim a resposta mais rapidamente.”
A outra forma de computação que está atualmente a revolucionar a indústria é o computador Quântico.
Os computadores comuns calculam usando código binário, então cada unidade de dados, ou ‘bit’, é 1 ou 0.
Os computadores quânticos usam Qbits, que podem ser 1 e 0 ao mesmo tempo, através da matemática bizarra e difusa da mecânica quântica.
A razão pela qual isso é tão poderoso é que, quando os computadores clássicos consideram uma opção contra outra, eles devem considerá-las separadamente. Os computadores quânticos consideram todas as opções simultaneamente para chegar à resposta, e são, portanto, exponencialmente mais rápidos e poderosos.
Então, como poderia qualquer sistema de computação ser mais rápido do que um computador Quântico?
Como King explicou em março, os computadores de DNA podem superar os computadores Quânticos porque podem literalmente ‘crescer’ à medida que computam.
“Esta propriedade ‘mágica’ é possível porque os processadores do computador são feitos de DNA em vez de chips de silício”, diz King. “Todos os computadores eletrónicos têm um número fixo de chips. A capacidade do nosso computador de crescer à medida que computa torna-o mais rápido do que qualquer outra forma de computador, e permite a solução de muitos problemas computacionais anteriormente considerados impossíveis.”
QUÃO RÁPIDO É RÁPIDO?
Então, de que velocidade estamos a falar?
A resposta, para qualquer pessoa que compreenda mesmo os conceitos básicos de computação, vai surpreender.
As moléculas de DNA são incrivelmente pequenas, mas contêm uma quantidade impressionante de informação.
Considere, por exemplo, que as moléculas de DNA contêm toda a informação necessária para construir qualquer planta ou animal na Terra, incluindo todos os seres humanos.
Como as moléculas de DNA são tão pequenas, um computador do tamanho de um desktop poderia potencialmente usar mais 'processadores' de computador de DNA do que todos os computadores eletrónicos do mundo combinados.
Um computador assim faria os supercomputadores mais avançados do mundo de hoje parecerem uma calculadora de bolso dos anos 80.
Para o verdadeiro geek, coloque nestes termos: Um computador pessoal moderno e de alta gama hoje pode armazenar e trabalhar com alguns terabytes de dados, enquanto um computador de DNA poderia trabalhar com 100 mil milhões de terabytes, e todo esse armazenamento estaria contido num único grama de DNA.
QUAL É O SENÃO?
Antes de correr para a Best Buy e procurar o mais recente computador de DNA, perceba que esta pesquisa e desenvolvimento está numa fase muito inicial.
O teste bem-sucedido deste novo tipo de computação é de facto um evento histórico… mas um computador prático que possa ser usado por empresas ou indivíduos ainda está muito longe.
Atualmente, codificar um único megabyte de dados em DNA custa cerca de $12.500 USD.
Mas, como acontece com qualquer tecnologia, os custos diminuem muito rapidamente à medida que os investigadores e depois a indústria começam a aumentar a escala das máquinas.
O DNA é o método mais fiável conhecido para armazenar informações… e deve sê-lo, para garantir que, ao produzir um mosquito ou um bebé humano, o ‘produto’ resultante seja criado sem erros e mutações incapacitantes.
Um bom exemplo é o sequenciamento de genomas.
A capacidade de sequenciar o genoma completo de um organismo vivo era tecnicamente impossível há não muito tempo, e quando o sequenciamento foi desenvolvido, custou uns impressionantes $2,7 mil milhões para sequenciar o genoma de um organismo vivo.
Agora, esse custo caiu para menos de $1.000… em alguns casos, tão baixo quanto $280!
A barreira de custo na computação de DNA é muito semelhante. Agora que os investigadores compreendem como armazenar dados e calcular problemas com um computador de DNA, a principal questão é aumentar a eficiência e reduzir o custo.
E isso é realmente apenas uma questão de quando, não de se.
COMO CHEGÁMOS AQUI E PARA ONDE VAMOS
O que a equipa da Universidade de Manchester fez de novo foi introduzir o conceito de computação de DNA, mas o armazenamento de dados em DNA já tinha sido desenvolvido.
Mesmo isso é bastante novo e demasiado caro para ser prático, mas em 2012 o cientista George Church armazenou caprichosamente 70 mil milhões de cópias do seu livro ‘Regenesis: How Synthetic Biology Will Reinvent Nature and Ourselves in DNA’ em filamentos de DNA do tamanho da sua unha do polegar.
É tanta informação que levaria muitas vidas para a ler.
Isso aconteceu em 2012, e foi na altura o uso mais eficiente de DNA para armazenamento de dados.
Agora, o armazenamento e a computação de DNA estão a sair dos laboratórios universitários e a entrar nos centros de desenvolvimento corporativos.
No ano passado, a Microsoft comprou dez mil milhões de filamentos de DNA da Twist BioScience para experimentar o armazenamento de dados.
A Twist BioScience é uma startup sediada em São Francisco que desenvolveu um processo para criar DNA sintético a custo reduzido e em escala para armazenamento de dados.
A Microsoft e a Twist afirmam que armazenar dados em DNA é muito mais fiável e estável do que armazenar dados num chip de silício.
“Hoje, a vasta maioria dos dados digitais é armazenada em meios que têm uma vida útil finita e precisam de ser periodicamente recodificados. O DNA é um meio de armazenamento promissor, pois tem uma vida útil conhecida de vários milhares de anos, oferece um formato de armazenamento permanente e pode ser lido com custos continuamente decrescentes”, diz a CEO da Twist, Emily Leproust.
“A nossa plataforma de síntese de DNA baseada em silício oferece uma escala e qualidade de produto inigualáveis que aceleram vastamente a capacidade de escrever DNA a um custo que permite o armazenamento de dados.”
Doug Carmean, investigador sénior da Microsoft, diz que a nova tecnologia é o futuro da computação e do armazenamento de dados: “Ainda estamos a anos de um produto comercialmente viável, mas os nossos testes iniciais com a Twist demonstram que, no futuro, seremos capazes de aumentar substancialmente a densidade e a durabilidade do armazenamento de dados.”
O POTENCIAL ILIMITADO DA COMPUTAÇÃO DE DNA
Embora a computação de DNA esteja na sua infância, o potencial está lá para todos verem.
Hoje, os desenvolvimentos em Inteligência Artificial e Aumento da Inteligência também estão a começar a descolar.
Os desenvolvedores estão a construir computadores capazes de aprender, e acreditam que um computador ou robô verdadeiramente inteligente poderá existir na próxima década.
Ao mesmo tempo, desenvolvedores como Elon Musk da Tesla estão a desenvolver formas de aumentar grandemente a inteligência humana, aumentando o cérebro com computadores ligados.
Por exemplo, Musk está a desenvolver uma ‘renda neural’ que é inserida através da veia jugular e depois se desdobra para criar uma interface neural entre a mente e um computador.
Atualmente, estas tecnologias estão a ser construídas com computadores eletrónicos baseados em silício.
Se fossem construídas usando um computador de DNA, um humano aprimorado poderia literalmente carregar e aceder a toda a informação atualmente armazenada na Internet, em filamentos de DNA do tamanho de uma moeda de 25 cêntimos canadiana.
Humanos aprimorados, ou computadores artificialmente inteligentes, seriam capazes de calcular instantaneamente equações matemáticas complexas, falar várias línguas estrangeiras ou analisar compostos químicos avançados em segundos.
O humano médio não aprimorado seria tão inteligente quanto um gato doméstico em comparação.
Em suma, o desenvolvimento da computação de DNA – combinado com os avanços na nanotecnologia – mudará o mundo de formas que nem sequer conseguimos compreender hoje.
Por Gary Symons, Equedia
