Un computador con chips... orgánicos

"Queremos construir sistemas químicos capaces de analizar los ambientes moleculares en los que se encuentren, capaces de procesar señales químicas, y tomar decisiones y acciones a nivel de la química", Erik Winfree, Instituto de Tecnología de California

Una computadora que sabe calcular raíces cuadradas, ¡vaya novedad!, eso ya lo hacían las calculadoras más básicas.

Pues sí es una novedad, porque se trata del más complejo ordenador basado en ADN construido hasta el momento, presentado por un equipo de investigadores del Instituto de Tecnología de California (Caltech, por sus siglas en inglés), EE.UU..

Este tipo de computación reemplaza el silicio de los chips de la informática tradicional por moléculas de ADN, en las que a hebras de este material -que es el que contiene la información genética de los seres vivos-, se las hace funcionar como "bits" (la unidad fundamental de la informática, que puede asumir los valores 0 o 1 del sistema binario de numeración) por medio de reacciones químicas.

El trabajo de los científicos de Caltech, presentado en la revista Science, puso 130 hebras de ADN a funcionar en conjunto.

Este tipo de experiencias no busca rivalizar con la electrónica tradicional, sino idear formas para resolver problemas computacionales en contextos biológicos, tal vez hasta dentro del cuerpo humano.

Complejidad

La computación basada en ADN fue propuesta por primera vez por Leonard Adleman en 1994, para resolver lo que se conoce como el "problema del viajante de comercio": determinar el camino más corto para unir una serie de puntos geográficos distantes.

En 2006, Erik Winfree, de Caltech, junto a otros colegas presentaron en Science un marco de trabajo, cuyo abordaje se basaba en "programar" hebras individuales de ADN para recrear una serie de elementos comunes en la computación convencional, como puertas lógicas, amplificación y feedback.

"Esos circuitos eran más pequeños (que los del actual trabajo presentado por los científicos) y utilizaban moléculas de ADN más complejas, que hacía más difícil revisar errores en el sistema y generaban otros problemas", le dijo Winfree a la BBC.

En esta ocasión, Winfree y su colega Lulu Qian, utilizaron lo que llaman "puertas vaivén", que permite organizar e intercambiar hebras de ADN utilizando dispositivos más sencillos.

Su trabajo demostró que las puertas vaivén pueden utilizarse para crear puertas lógicas, el elemento base con que la computación electrónica manipula la información.

También lograron multiplicar por 5 el número de secciones de ADN jamás implementadas en una computadora de este tipo.

Objetivo: "enriquecer los procesos químicos"

Este enfoque puede servir para desarrollar dispositivos aún más complejos, según los científicos, pero el proceso es lento.

Por ejemplo, para calcular la raíz cuadrada de un número de 4 bits la computadora se demora entre 6 y 10 horas.

Sin embargo, Winfree explicó que la meta en este tipo de computación no es sólo la velocidad.

"Nuestro objetivo es -y ha sido por muchos años- enriquecer los procesos químicos para poder programar el comportamiento molecular".

"Queremos construir sistemas químicos capaces de analizar los ambientes moleculares en los que se encuentren, capaces de procesar señales químicas, y tomar decisiones y acciones a nivel de la química", agregó Winfree.