Nanotransistors gebouwd van en door DNA-moleculen

Op New Scientist staat het nieuws dat een nanotransistor is ontwikkeld die zichzelf op kan bouwen. Het is Israëlische wetenschappers gelukt om de bouwfuncties van DNA en elektronische eigenschappen van koolstofbuisjes te combineren in de transistor. DNA zelf geleidt niet, daarom is het nodig om metalen te laten hechten aan de koolstofbuisjes. De race om op steeds kleinere schaal te ontwikkelen in chip-land heeft wetenschappers in de richting van DNA en bacteriën gedreven, waar men met succes de koolstofbuisjes heeft kunnen ontwikkelen:

A functional electronic nano-device has been manufactured using biological self-assembly for the first time. Israeli scientists harnessed the construction capabilities of DNA and the electronic properties of carbon nanotubes to create the self-assembling nano-transistor. The work has been greeted as "outstanding" and "spectacular" by nanotechnology experts.

[...]"This is spectacular work," says Cees Dekker, a nanoscience expert at Delft University in the Netherlands. "It demonstrates that it's possible to use biology to build an inorganic device that works. "But while it is a first step towards molecular computing based on this type of DNA configuration, we are still many years way from large scale self-assembly electronic devices, such as computers," Dekker cautions.

Een team van specialisten heeft het centrale DNA-deel van de E. coli-bacterie gebruikt voor het productieproces. In z'n geheel bestaat de uiteindelijk gefabriceerde transistor uit stoffen als goud, proteïnen, fosfaten en koolstof. De uiteindelijke nanotransistor is echter nog niet af, aangezien het hechten van de stoffen aan de koolstofbuisjes nog niet vlekkeloos verloopt. Deze ontwikkeling belooft veel voor de toekomst van chips, echter zal het nog enige tijd duren voordat de nanotransistors in de praktijk kunnen worden toegepast.

Reacties (50)

[Sokratesz]

Als deze techniek eenmaal op poten staat, is de stap naar echte AI snel gemaakt. Als men het zo kan reguleren dat de succesvolle schakelingen weer verder gaan bouwen aan nog betere / snellere / slimmere schakelingen, en de rest verwijderd word, heb je de ultieme computer, hij zal dan blijven groeien, en bepaalde taken steeds sneller uit kunnen voeren, omdat hij zich door die 'geforceerde evolutie' automatisch aanpast aan de software, en zich er dus voor optimaliseerd.

Deze techniek is ook al (softwarematig) gebruikt bij de IBM schaakcompouter Deep Blue.

(meer info over deep Blue: www.usnewswire.com/topnews/prime/1024-101.html)

Hij kreeg de mogelijkheden van een schaakstuk ingeprogrammeerd, en speelde vervolgens virtueel in een paar weken tijd miljarden potjes tegen zichzelf. De succesvolle zetten werden onthouden, de slechte geelimineerd, waardoor hij steeds beter werd.

Wel oppassen dat er niet een oud grijs ventje opstaat dat mensen in cocons opsluit om zijn ubercomputers van stroom te voorzien

[tofus]

Het spijt mij, maar je informatie is niet correct.

Deep Blue heeft nooit zichzelf leren spelen. Deep Blue was juist HET schoolvoorbeeld van brute rekenkracht vs. 'slimme eliminatie'.

Het eerste schaakprogramma dat echt zichzelf leerde schaken door van verloren (en gewonnen) partijen te 'leren', was KnightCap. Het 'leer'-algorithme dat hiervoor werd ontwikkeld heette TDleaf, een afgeleide van het algemene 'Temporal Difference' AI concept (dat gebruik maakt van neurale netwerken). Temporal Difference learning werd overigens voor het eerst succesvol toegepast in een programma dat backgammon leerde spelen door tegen zichzelf te spelen. Maar dit staat allemaal geheel los van Deep Blue.

Ik werk momenteel aan een verbeterde versie van dit concept (zie smart-chess.sourceforge.net)

[Sokratesz]

hmmz....ik had het toch echt ergens zo gelezen...kon die bron alleen neit meer vinden dus heb ik er een ander stukkie over Deep Blue neergezet.

Dan was het waarschijnlijk een andere uber-pc, maar wel een die zichzelf leerde schaken.

* 786562 T!M

[Nappie]

Als deze techniek eenmaal op poten staat, is de stap naar echte AI snel gemaakt.

Het productieproces beinvloedt niet zonder meer de mogelijkheden van het resultaat; met andere woorden: het feit dat een transistor heel klein en met DNA gemaakt kan worden maakt hem niet "slimmer" en de machine die je ermee bouwt ook niet.

Dus tenzij er nog meer in het spel is bij dit nieuwe proces, dan is de enige manier waarop dit "echte AI" dichterbij brengt de toename van rekenkracht door toepassing van nog meer transistoren. Het is overigens nog steeds niet zeker of pure rekenkracht voldoende is, dus op die manier kan je toch weer gelijk krijgen

[kikkum]

E.coli is een bacterie die iedereen in zijn darmen heeft zitten. Maakt vitamine K en bepaalde B vitamines. Redelijk belangrijk voor je

[floppie86]

strax kan je computer nog serieus "dood" gaan.

of misschien moet je hem ook wel iedere dag wat eten geven...

"ja me comp doet het niet zo goed meer, moet hem ff voeren"

[Verwijderd]

strax kan je computer nog serieus "dood" gaan.

of misschien moet je hem ook wel iedere dag wat eten geven...

"ja me comp doet het niet zo goed meer, moet hem ff voeren"

DNA is geen levend weefsel wat gevoed moet worden. Dus hij kan ook niet "dood" gaan in de zin die jij bedoeld. DNA is niet meer dan een lange molecuul van bepaalde basen, die in het lichaam vertaald kunnen worden naar eiwitten. De eiwitten verzorgen de cellulaire processen, het DNA zelf dus direct niet. Het is enkel een code die vertaald wordt naar eiwitten. Pas op cel niveau kan je van leven spreken. De cel heeft energie nodig waarmee verschillende processen tot stand gebracht kunnen worden. Het enige wat hier voeding nodig zou hebben zijn de E.Coli's in de toekomstige AMD fabriek in Dresden. Dus alle semigrappige opmerkingen als "de pc moet gevoed worden", "straks wordt m'n pc ziek", "ff nieuw geheugen aangroeien" kloppen dus niet. Als je een grap maakt, maak dan een originele, want in elke post over DNA computing worden dezelfde grappen gemaakt.

[YopY]

Dat klopt allemaal wel, maar kun je DNA wel gebruiken zonder cellen? het lijkt me namelijk sterk dat die DNA strengen zelf even een transistor ofzo in elkaar zetten, DNA kan namelijk niet bewegen.

[Countess]

als de chip gebouwed is, dan hebben de bacterien niets meer met de PC van doen. ze maken hem alleen, ze zijn niet nodig voor de werking ervan.

[Kevinp]

Ik heb eene paar dingen te zeggen

Het postieve is dat dit is gemaakt, jammer genoeg wel van een dodelijke bacterie. Hopelijk kan het vlug ergens voor gebruikt worden

het negative is dat ik vind dat isreal dit soort dingen niet moet doen, er is daar geen geld, oorlog(en dan ook nog een dodelijke bacterie gebruiken) Laat ze dat geld nuttiger besteden en Landen zoals Amekika en West Europa dit soort dingen doen.

edit, te veel discovery gekeken. Laten we het er maar op houden dat het beter is dan geld in oorlog steken.

[Arthur]

jammer genoeg wel van een dodelijke bacterie

Wat een kletskoek. Als E. Coli dodelijk was, dan lag jij al sinds je geboorte onder de groene zoden. Er zijn inderdaad E. Coli stammen die wel pathogeen zijn, maar van de meeste heb je totaal geen last. Sterker nog, je hele darm zit vol met onschuldige E. Coli-varianten. De ene stam is de andere niet (er zijn echt oneindig veel natuurlijke en gecreëerde E. Coli-stammen).

Iedereen maakt in z'n leven wel infecties door met een ziekmakende E. Coli, jij misschien ook wel de laatste keer dat je diarree had. En volgens je post leef je nog steeds. En dan ook nog eens Israël daar op aanvallen, omdat ze één van de meest geschikte (en best onderzochte) bacteriën hiervoor gebruikt hebben, die in de gebruikte conditie totaal onschadelijk is. +2: Interessant? -1: Onzin zou een betere score zijn als je het mij vraagt.

Edit: Cochrane heeft zeker net ook 'What Lies Beneath' gekeken

[Drogo]

Waar zie jij dan in z'n post staan dat ie nog leeft

[edit]
nah, humor is hier op vrijdagavond wel erg ver te zoeken hoor

[Verwijderd]

Uhmm...Israel is een behoorlijk rijk land (ze hebben een leuk suikeroompje *kuch* ome Bush *kuch*). Daarnaast is de Mossad één van de beste, zo niet dé beste geheime dienst ter wereld. Juist een geheime dienst heeft veel baat bij dit soort ontwikkelingen.

<conspiracy mode>
Misschien wordt dit onderzoek juist wel heimelijk verricht om meer te weten te komen over die dodelijke bacterie, terwijl het wordt uitgevoerd onder het mom van een stap voorwaarts in de nanotransistor-technologie.
</conspiracy mode>

[TweakMij]

Sorry voor mn gebrek aan creativiteit en fantasie, maar wat zouden praktische toepassingsmogelijken hiervan op termijn kunnen zijn (los van het verder miniaturiseren van electronische schakelingen dan)? Pilletjes ontwikkelen waarmee we zelf-assemblerende PC's kunnen poepen of zo?

[Verwijderd]

Ik denk dat een groot voordeel het parallellisme van het proces zou kunnen zijn.

Zo kunnen meerdere van deze DNA moleculen tegelijk transistoren bouwen, en zo zou je dus een 'legertje' op kunnen zetten die (bijvoorbeeld) chips op nano-schaal voor je bouwen.

Omdat dit op de schaal van atomen en moleculen gebeurt kun je zo de kleinste hoeveelheid materie nemen, die op een programmeerbare manier rangschikken, en daarmee dus devices maken die (zoals je al zegt) nog kleiner zijn dan nu mogelijk is.

Nieuwe toepassingen kunnen in nanofabricage liggen. In plaats van een groot stuk materie te nemen en er allerlei lompe bewerkingen op uit te voeren (zoals knippen, buigen etc. wat veelal gebeurt met ontelbare atomen tegelijk) kun je dan vanaf de grond materialen bouwen.

Materialen kunnen zo veel zuiverder gemaakt worden. Afhankelijk van de gekozen toepassing kan dit de sterkte ten goede komen, of bijvoorbeeld de geleidende eigenschappen (bijvoorbeeld voor glasvezel).

Een leuk voorbeeld voor iets wat daarmee mogelijk wordt is bijvoorbeeld de Space Elevator...

(edit)Reactie op silentsnow hieronder: Het was ook niet mijn bedoeling te suggereren dat dit nu binnen afzienbare tijd beschikbaar is. Maar je ziet de laatste 10 jaar wel steeds kleine stapjes in deze richting gezet worden, zodat we er over nog eens 10 of 20 jaar toch een stuk dichterbij moeten zitten. Verder: bedankt voor de waardevolle aanvulling (+1, maar hij staat al op 4 )(/edit)

[silentsnow]

Ik denk dat we de komende tien jaar nog bezig zullen zijn met het ontwikkelen van dergelijke methodes om van DNA en andere complexe moleculen daadwerkelijk functionerende transistoren te maken. Deze nieuwspost klinkt heel erg belovend, maar als je een beetje bij blijft weet je dat er om de zoveel tijd van die soort nieuws is, en het is heel erg moeilijk om te verifieren of dit eigenlijk wel bruikbare informatie is. Veel van de claims lijken revolutionair, maar in werkelijkheid kan men er niks mee.

Zo kunnen meerdere van deze DNA moleculen tegelijk transistoren bouwen, en zo zou je dus een 'legertje' op kunnen zetten die (bijvoorbeeld) chips op nano-schaal voor je bouwen.

Op dit moment heeft men blijkbaar een methode gevonden die redelijk effectief is in het construeren van een simpele inorganische transistor. Dit doet men overigens niet door DNA op een of andere manier te programeren, maar wel door goed gebruik te maken van scheikundige wetten. In feite is het een serie van chemische reacties waardoor de transistor langzaam op kan bouwen. Door na elke stap nieuwe grondstoffen toe te voegen kan men op een gecontroleerde manier atomen en/of moleculen op bepaalde plaatsen toevoegen of verwijderen, en op die manier ontwerp je dus een simpele, maar toch complexe inorganische transistor.

Het is (nog) niet mogelijk om DNA op een dusdanige manier te programeren zodat het DNA al het werk doet, daardoor zal het (de komende vijf jaar zeker) vrijwel onmogelijk zijn om een gehele chip op te bouwen op de manier waarop de genoemde wetenschappers het voor elkaar hebben gekregen.

Omdat dit op de schaal van atomen en moleculen gebeurt kun je zo de kleinste hoeveelheid materie nemen, die op een programmeerbare manier rangschikken, en daarmee dus devices maken die (zoals je al zegt) nog kleiner zijn dan nu mogelijk is.

Voordat men daadwerkelijk de volgende stap kan nemen in het ontwerpen van transistoren op basis van organische stoffen, zoals DNA en eiwitten, zal men eerst de werking van eiwitten (proteomics) volledig onder controle moeten hebben. De "Human Genome" (genomics) hype verliest langzaam aandacht, en die aandacht richt men nu steeds meer op het onderzoeken van de werking van andere, even complexe, cellulaire moleculen. In de tussentijd is het aannemelijk dat de vooruitgang op het gebied van carbon nanotubes en het gebruik van inorganische moleculen meer de aandacht krijgt om de simpele reden dat het makkelijk te gebruiken is.

Voor een (beter) overzicht van wat er zoal gaande is in deze wereld: Genomics, Proteomics, Systems Biology De revolutie is in volle gang

[YopY]

Space Elevator?? dus je bedoelt dat ze miljarden DNA cellen gebruiken om een lift van 100 Kilometer te maken? Dat lijkt me sterk, want die cellen hebben dan veel grondstoffen nodig, en ze moeten in de hogere atmosfeer en de ruimte overleven kunnen. En dan moet er nog een nut zijn voor een ruimtelift. Volgens mij kunnen we dan beter met conventionele middelen bezig gaan, gaat sneller.

[Verwijderd]

toepassingsmogelijken of toepassingsmogelijkheden?

[dvdmeer]

Hm, Dus straks krijgen we situaties als: "Zeg, gooi nog eens wat mest erbij want de computer wil niet snel genoeg groeien". In plaats van je computer bij de Aldi of Lidl te kopen ga je naar de lokale bloemist. "Doet u mij die maar". "Die tulpen?" "Nee, die pc"

[tikimotel]

Tulpen?
Nee, Tulipcomputers

[YopY]

Tulip is falliet...

[Verwijderd]

apple's dus

[YopY]

Heb je wel Sun nodig...

Heeft Rob van Tuinieren ook weer iets nieuws.

[KompjoeFriek]

Op New Scientist staat het nieuws dat een nanotransistor is ontwikkeld die zichzelf op kan bouwen.

Hoe bedoelen ze dit?

Gewoon de benodigde ingediënten bijelkaar doen op de juiste manier, en het DNA vormd op een natuurlijke manier de koolstofbuisjes?

of je "programmeerd" het DNA om zo'n buisje te maken?

Als het geprogrammeerd wordt, dan zou je ze in principe vele complexere schakelingen kunnen laten bouwen ipv een "simpele" transistor.

Wat voor energiebron heet die transistor dan? ook gewoon stroom net als normale transisors?

[edit]
ff de bron gelezen

ze kunnen volgens mij geprogrammeerd worden:
[quote]
we are still many years way from large scale self-assembly electronic devices, such as computers
[/quote]

Alleen werkt niet niet 100%
[quote]
Out of 45 nanoscale devices created in three batches, almost a third emerged as self-assembled transistors
[/quote]

[trogdor]

33% die werkt. Dat is een geweldige score voor zo iets nieuws.
Als dit echt een vlucht neemt is dit het einde van de lithografie technieken. Maar voor het zover is kan AMD zijn fabriek in dresden nog wel tig keer upgraden, want zo een nieuw process implementeer je natuurlijk niet zo maar effe :-)

[Verwijderd]

Als ik me goed kan herinneren waren hier al eerder berichten over.

Als energiestof wordt ATP gebruikt ... dus gewone energiestof die je cellen ook gebruiken.

En wat jij onder "simpele" transistor verstaat begrijp ik ook niet want pc berust ook op zelfde principe. EN, OF etc. schakelingen zijn ook simpele schakelingen..

hier is nog de link over DNA computers
http://www.tweakers.net/nieuws/25675/?highlight=DNA

Op zich zijn deze heel snel, maar het nadeel ligt in het aflezen van DNA ( output ) ... dat kost weer tijd.

[Verwijderd]

Ik denk niet dat dat klopt. Wellicht wordt er wat ATP verbruikt bij het fabriceren van de transistors (maar waarschijnlijk niet, de fysisch/chemische eigenschappen van DNA en de andere moleculen doen wrsl. het werk), maar het eindresultaat is juist een transistor die gewoon stroom al dan niet geleidt. Dat is juist het hele punt.

[Nico Klus]

Met recht een kloon PC

[Somoghi]

Dit gaat echt de kant op dat de mens de computers niet meer kan bijbenen.. A la Terminator.. Wordt nog leuk als ze dan ook nog zelflerende neurale netwerken gaan uitvinden die door middel van dit princiepe in omvang gaan toenemen..

Koop je een robotje die zelf leert waar het bier staat.. hm

[Verwijderd]

Verder door ontwikkeld, denk ik dat dit soort "zelf in elkaar zettende systemen" nog wel de nodige dingen mogelijk kunnen maken richting robotica/AI.

Alles wat zich zelf (opnieuw) in elkaar kan zetten kan in principe een evolutie proces ondergaan /starten.