Winzigen Gehirn-wie Computer erstellt

Die leistungsfähigste Computer bekannt ist das Gehirn, und jetzt
Wissenschaftler haben einer Maschine entwickelt, nur wenige große Moleküle, die imitiert wie
das Gehirn funktioniert.

Also
weit das Gerät kann gleichzeitig Arbeitsgänge 16 Mal mehr als eine
normale Computer Transistor. Forscher vermuten, dass die Erfindung schließlich könnte
beweisen Sie in der Lage, als ein Transistor etwa 1.000 Mal mehr Operationen.

Dies
Maschine
könnte nicht nur dienen als Grundlage für einen leistungsstarken Rechner, sondern auch dazu dienen
als das steuernde Element der komplexen Gadgets wie mikroskopische Ärzte oder
Fabriken, Wissenschaftler hinzugefügt.

Die
Gerät besteht aus einer Verbindung als Duroquinone bekannt. Dieses Molekül ähnelt einem
sechseckige Platte mit vier Zapfen verbunden, "wie ein kleines Auto"
erklärt Forscherin Anirban Bandyopadhyay, eine künstliche Intelligenz
und molekulare Elektronik Wissenschaftler auf nationaler
Institut für Materialwissenschaften an Tsukuba in Japan.

Duroquinone
ist weniger als ein Nanometer oder ein Milliardstel von einem Meter groß. Dies macht es Hunderte
Mal kleiner als die Wellenlänge des sichtbaren Lichts.

Die
Maschine besteht aus 17 Duroquinone Moleküle. Ein Molekül sitzt in der Mitte des
ein Ring durch die verbleibenden 16 gebildet. Die gesamte Erfindung sitzt auf einer Fläche von
Gold.

Wie es funktioniert

Wissenschaftler
betreiben Sie das Gerät durch die Feinabstimmung der Mitte Duroquinone mit elektrischen
Impulse von einer extrem scharfen elektrisch leitfähige Nadel. Das Molekül und
die vier Zapfen können in einer Vielzahl von weisen abhängig von verschiedenen Eigenschaften des Pulses herum verschieben –
sagen Sie, die Pulsstärke.

Seit
schwache chemische Bindungen verbinden das Zentrum Duroquinone mit den umliegenden 16
Duroquinones, verschiebt sich jede dieser zu. Stellen Sie zum Beispiel eine Spinne in der
Mitte eines Webs 16 Stränge gemacht. Wenn die Spinne bewegt sich in eine Richtung, jedes
Gewinde, die damit verbundenen Erfahrungen einen etwas anderen Schlepper von allen anderen.

In
auf diese Weise kann ein Impuls an die zentrale Duroquinone gleichzeitig übertragen.
verschiedene Anleitungen zu jedem der umliegenden 16 Duroquinones. Die
Forscher sagen, dass dieses Design wurde inspiriert durch die von Gehirnzellen, die
Strahlen Sie Zweige wie ein Baum mit jeder Zweig zur Kommunikation mit
eine andere Gehirnzelle.

"Alle
Diese Verbindungen sind, warum das Gehirn so mächtig ist", sagte Bandyopadhyay.

Seit
Duroquinone besitzt vier Zapfen, jedes Molekül hat im Wesentlichen vier verschiedene
Einstellungen. Da das zentrale Molekül 16 andere gleichzeitig steuern kann
Duroquinones, das bedeutet mathematisch, dass ein Einzelimpuls an der Maschine können
4 ^ 16 — oder fast 4,3 Milliarden – unterschiedliche Ergebnisse.

In
dagegen kann ein normaler Computer-Transistor nur nur eine durchführen
Anweisung auf einmal, und nur die zwei Einstellungen – 0 und 1. Das bedeutet eine
Puls bei es kann nur zwei verschiedene Ergebnisse haben.

Setzen es an die Arbeit

Die
Idee ist es, dieses neue Gadget hook up mit anderen Molekülen – entweder Kopien der
selbst oder andere Verbindungen, die andere Wissenschaftler erfunden haben. Zum Beispiel,
Forscher haben eine Vielzahl von Maschinen nur ein Molekül oder so groß über angelegt.
im letzten Jahrzehnt oder zwei-Motoren,
Propeller, Schalter, Aufzüge, Sensoren und So weiter. Die neue Erfindung könnte
bieten Sie eine Möglichkeit zum Steuern dieser Verbindungen als Ganzes zu arbeiten. In der Tat,
Bandyopadhyay und seine Kollegen offenbart, dass sie acht andere solche Haken könnte
"molekulare
Maschinen"zu ihrer Erfindung, zusammen zu arbeiten, als wären sie Teil des
eine Miniaturfabrik.

Dies
als das steuernde Element von komplexen Baugruppen der könnte Erfindung dienen
molekulare Maschinen, Bandyopadhyay vorgeschlagen. Eine zukünftige Anwendung für solche Baugruppen
"in der Medizin werden könnte", sagte er LiveScience. "Stell dir vor Einnahme von Baugruppen der molekularen Maschinen
und Einfügen in das Blut, vielleicht wollten Sie einen Tumor zu zerstören
im Inneren des Körpers."

Die
Bedienung erfolgt derzeit mit einer extrem scharfen elektrisch leitfähigen
Nadel-insbesondere die Zugehörigkeit zu einem Rastertunnelmikroskop ein
sperrige Maschine weit größer als die 17 Moleküle in Frage. Jedoch
Bandyopadhyay hofft, dass in der Zukunft sie Befehle zum ausstellen können ihre
Erfindung mit Molekülen, die stattdessen elektrische Impulse liefern.

Die
Gerät muss in Vakuumbedingungen bei extrem kalten Temperaturen erfolgen —
über uns - 321 Grad F (-196 Grad C). Bandyopadhyay, sagte er betrieben werden könnte
bei Raumtemperatur aber.

Noch leistungsfähiger

Bandyopadhyay
hinzugefügt, dass sie ihr Gerät aus einem zweidimensionalen Ring 16 erweitern könnte
Duroquinones rund um das Zentrum zu einer dreidimensionalen Kugel von 1.024
Duroquinones. Das bedeutet es 1.024 Anweisungen auf einmal, für durchführen
4 ^ 1024 unterschiedliche Ergebnisse – eine Zahl, die größer als eine 1 mit 1.000 Nullen nach
es. Sie würde das Molekül in der Mitte der Kugel durch Manipulation kontrollieren.
"Griffe" aus dem Kern herausragen.

"Wir
sind auf jeden Fall in 3D von 2-D sofort ", sagte Bandyopadhyay.

Bandyopadhyay
und sein Kollege Somobrata Acharya detailliert ihre Ergebnisse online-März 10 in
die Proceedings of the National Academy
der Wissenschaften.

• Video:
  Sehen Sie, wie die Maschine funktioniert
• Mikrobe
  und Maschine zusammengeführt, um erste "Cellborg" erstellen
• Bilder:
  MicroMachines