20.03.2017
Molekulare motorbetriebene Bio-Computer
Beteiligte Forscher beim Auftackttreffen
Fehler in Software oder Computerchips verursachen Abstürze von Computern oder Smartphones und ermöglichen Hackern das Stehlen von Passwörtern. Automatisierte Prüfverfahren könnten diese Probleme vermeiden. Leider steigt die dafür benötigte Rechenleistung exponentiell mit der Größe des Programmes an. Daher sind für herkömmliche Computer der Energieverbrauch, der Kühlungsbedarf und die benötigte Rechenleistung zu hoch, um große Programme zu überprüfen.
Ein vor kurzem gestartetes Forschungsprojekt hat die Entwicklung eines Bio-Computers zum Ziel, der zwei Hauptprobleme der Supercomputer von heute überwinden soll: Zum einen verbrauchen Supercomputer erhebliche Mengen elektrischen Stromes, so dass die Entwicklung mächtigerer Computer vor allem an der Kühlung der Prozessoren scheitert. Zum anderen sind heutige Computer nicht besonders gut darin, mehrere Aufgaben gleichzeitig zu erledigen. Der Bio-Computer auf Basis von molekularen Motoren verbraucht im Vergleich zu herkömmlichen Computern nur einen Bruchteil der Energie pro Rechenoperation. Außerdem kann er sehr viele Operationen gleichzeitig ausführen und ist daher besonders für Probleme wie die Softwareüberprüfung geeignet, bei der sehr viele Lösungen überprüft werden müssen.
Das Forscherteam wird sich nun der Entwicklung der Technologie widmen, die zur Hochskalierung netzwerkbasierter Biocomputer benötigt wird. Dabei haben sich die Forscher sich zum Ziel gesetzt andere alternative Computer wie DNA-Computer oder Quantencomputer zu übertreffen. Das Forscherteam hofft, damit eine größere Gemeinschaft aus Wissenschaft und Wirtschaft anzusprechen, und so ein neues Forschungsfeld zu begründen. Um dies zu realisieren, haben sie eine Forschungsförderung des Future & Emerging Technologies (FET) Programmes der EU in Höhe von 6,1 Millionen Euro erhalten. Das geförderte Projekt ist stark interdisziplinär und bewegt sich im Spannungsfeld zwischen Mathematik, Biologie, Ingenieurwissenschaft und Informatik. 1,1 Millionen Euro der Forschungsförderung gehen an die Gruppe von Stefan Diez, Professor für BioNanoTools am B CUBE, einem Forschungsinstitut der TU Dresden, das sich der Erforschung und Entwicklung biologischer Materialien widmet. Die Gruppe von Stefan Diez wird Motorproteine der Zelle (z. B. Kinesin-1) modifizieren, um sie für ihren Einsatz in Bio-Computern und anderen nanofabrizierten Geräten zu optimieren.
Das Bio4Comp Projekt (2017-2021) wird durch Horizont 2020 gefördert, das EU-Rahmenprogramm für Forschung und Innovation (Zuschussvereinbarung Nr. 732482). Weitere Informationen finden Sie unter: www.bio4comp.eu.
Hier finden Sie die vollständige Pressemitteilung.
Netzwerkbasierte Bioinformatik. Oben: Illustrierung von Bioinformatik-Einheiten, die mithilfe von molekularen Motoren durch eine Verbindungsstelle inmitten eines Kanal-Netzwerkes angetrieben werden. Unten: Rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen eines Netzwerkes und zweier Typen von Verbindungsstellen.
Link zur PNAS Publikation:
http://www.pnas.org/content/113/10/2591.full?sid=5d9e45c4-6338-461e-9c93-a74c5ca7b6ed