DNS fantomkép, gondolat vezérelt művégtag – pár év, és itt vannak

2016. december 30. péntek - 07:30 / Kriston László
  •    

Utánanéztünk, milyen használati eszközök, új gyógyászati vagy éppen szállítási technológiák tehetik majd egyszerűbbé hétköznapjainkat, és nyújthatnak új üzleti lehetőségeket a következő tíz-tizenöt évben, azaz nagyjából 2030-ig.

Scientist holding a molecule model

Kép:Fotolia

Az elmúlt 40 évben a kommercializált technológiai fejlődés, vagyis aminek előnyeit az átlagpolgár is élvezheti, főképp az informatika területén zajlott. Az új fejlesztési irányzatok azonban nagy léptékű fejlődést ígérnek például az egészségügy, bűnügy, adattárolás terén.

Gondolattal vezérelt és érző művégtag

Az agyba ültetett két csipszenzor körülbelül 100 agysejt (neuron) működését figyeli, és a köztük létrejövő elektromos kisüléseket mozgásinformációvá alakítja. Egy kaliforniai férfi 2015-ben gondolataival képes volt műkezébe venni egy korsót, és meginni belőle a sört. A Johns Hopkins Egyetem kísérletében a döntéshozatalban aktív hátsó fali agykéregre helyezték a csipet, amelyben az információ oda-vissza áramlik. A robotkéz 26 ízületet és 100 szenzort tartalmaz. Utóbbiaknak köszönhető, hogy a műkar felületén történő tapintást érzékelheti az agy, mintha emberi szövetből álló saját kéz lenne. De az idegvégződéseket műtéttel kell módosítani, és csak akkor jön létre a tapintásérzékelés, ha ezek „meggyökeresednek”, mélyre nőnek. A csip beültetése az agyba fertőzésveszéllyel jár. A műkar ára 500 ezer dollár, csak 10 darab van belőle.

Őssejtbeültetés

Az emberi testnek mintegy kétszázféle sejtje létezik. Ha az embrióból kinyert őssejteket egy sérült testrészbe ültetik, azok képesek az ottani szövetbe illeszkedni, ahhoz hasonulni, és pótolni az elhalt sejteket. Az eljárással a ’90-es évek óta kísérleteznek, eleinte – vallási okok miatt – ellenállásba ütközött Amerikában, ahol ma már 4500 kísérleti projekt folyik, többek között a vakság, a Parkinson-kór, a HIV vírus, a cukorbetegség és a vérrák kezelésére. 2006-ban Shinya Yamanaka felfedezte, hogyan lehet a felnőtt test sejtjeit visszafejleszteni őssejtekké, amiért Nobel-díjat kapott. A Miami Egyetem kutatói bizonyították, hogy más testből származó őssejtek beinjekciózása is hatékony lehet a szívregeneráló terápiában, mert az immunrendszer nem támadja meg azokat. Ez elősegítheti az őssejtek tömeges gyártását és olcsóbbá tételét.

3D-nyomtatott bőr

A Wake Forest Institute for Regenerative Medicine hozott létre először hidrogénalapú szövetmasszát emberi sejtekből: az öt centiméteres sejtkupacot vérkészítményre kötötték rá, hogy azzal tartsák életben. A L’Oreal is bőrt kezdett tenyészteni laboratóriumában, majd összeállt az Organovo nevű startuppal, hogy bőrt nyomtasson 3D-s printerrel. Az eljárás pontos mikéntjét szigorú titoktartás övezi. Az új bőrtermék fél négyzetméter területű, és évente 100 ezer darabot állítanak elő belőle. A kozmetikai termékek kísérleti terepeként kiváltják az állatkísérleteket. Az Organovo már emberi májat is képes volt ezzel a módszerrel előállítani, bár szakértők kételyeket fogalmaztak meg afelől, vajon az mennyire egyenrangú egy igazi májjal.

maholnap

Fantomkép DNS-ből

A bűntény helyszínén hagyott DNS-minta (haj, nyál, stb.) alapján a Parabon NanoLabs-nál Susan Walsh szoftvere képes néhány perc alatt kikövetkeztetni, hogy a tettesnek milyen lehet a szájformája, haj- és bőrszíne, továbbá hogy szeplős-e. (A testmagasság nem megállapítható.) A szoftver az arc 7000 sajátosságát vizsgálja. A bűnöző életkorának megsaccolása sem lehetetlen. Ehhez bizonyos markereket elemeznek, amelyek kikapcsolnak egyes géneket, ahogy az egyén öregszik. De két hasonló származású ember külseje is lehet teljesen más. Mivel a génállományból nem lehet 100 százalékos pontossággal megállapítani a keresett személy külsejét, tudósok óva intettek attól, hogy a módszert széles körben használják. A hollandiai Erasmus University Medical Center által fejlesztett HIrisPlex 75 százalékos pontossággal képes megítélni az elkövető szem- és hajszínét.

Kvantumszámítógép

A szilíciumalapú komputerek és az adattárolás fejlesztésének, a csipek miniatürizációjának határt szab az anyag megmunkálhatóságának végessége. A mérnökök ezért igyekeznek továbblépni a szubatomi tartományba. A Heisenberg-féle határozatlansági elv szerint egy részecske helyzetét és sebességét nem lehet meghatározni, mert az egyik megmérése már változtat a másikon, vagyis a megfigyelő beleavatkozik a fizikai anyagba.

Míg a bináris számítógépek az egyet vagy a nullát tudják értelmezni, parancsszinten igent vagy nemet ismernek el, a szubatomi szinten egy (szub)atomi elem (például foton, kvark) már akár két helyen is jelen lehet egy időben, viselkedhet hullámként és részecskeként is, ezt nevezik szuperpozíciónak. A kvantumbitek (qubitek) tárolóképessége ezért jóval nagyobb, s a számítógép egyszerre több műveletet is tud végezni, gyorsabban, mint a jelenlegi modellek.

Okostornacipővel és töltős hamburgerrel csábítanak a márkák
Kalóriaszámláló okostornacipő, hamburger telefontöltővel, vagy fizetés egy matricával – ezek bizony nagy nemzetközi márkák legújabb fejlesztései az MBI friss trendriportja szerint. Vagy esetleg azt szeretné tudni, hogy a cégének hány Facebook követője áll éppen ön mellett?

A qubiteket nukleáris mágneses rezonanciás technológiával írnák és olvasnák a gépek. Még nem tisztázott, hogy a szilíciumot mi váltaná fel, szó volt róla, hogy a polimerek, a rubídium, továbbá a kalcium, a hidrogén vagy a klór atomjai. Egészen idáig arról volt szó, hogy éveket kell várni a kvantumkomputerre, hiába versenyez nagy erővel a megalkotásán az IBM (a Yale University segítségével) és a Google (a Santa Barbara-i Kaliforniai Egyetemmel karöltve), de 2016 májusában az IBM előállt a – még szilíciumalapú – masinával, és bekötötte a felhőbe. Csakhogy az IBM-kvantumszámítógép szupravezető fémjei (nióbium, alumínium) a világűrben tapasztalható hideget igényelnek. Hűtésük rendkívül energiaigényes.

DNS-alapú adattárolás

Egyre nagyobb a nem szöveg-, hanem hang- és képalapú tartalom a világhálón, ami több memóriát igényel. Csakhogy a Moore-törvénynek – amely szerint a csipek, és ezáltal a komputerek teljesítménye 18 havonta megduplázódik, mert felére csökken a csipek mérete – határt szab a fizikai realitás. E fejlődés véges. Mivel a DNS-ünk ritkán néz ki úgy, mint a grafikákból ismert, tökéletesen kanyarodó kettős spirál egyedisége miatt elvileg jó lehetne adattárolásra. A Microsoft egy San Franciscó-i startup cégtől, a Twist Bioscience-től 10 millió szál oligonukleotidot, vagyis laboratóriumban előállított DNS-molekulákat vásárolt 2015 őszén. A tesztelés első szakaszában sikerült felvinni rá és leolvasni róla az adatállomány egészét.

2015-ben Izraelben előálltak egy DNS-alapú memóriával működő számítógéppel, amely másodpercenként 330 trillió műveletet hajtott végre. Egy köbmilliméter DNS egy exabájt adatot képes tárolni. A DNS molekula 1000–10 000 évig is intakt, és leolvasható, nem így a merevlemez vagy a DVD. Ígéretes a technológia, a Twist Bióba eddig 131 millió dollárt invesztáltak. Mivel a DNS-komputer gyenge bináris feladatokban, például helyesírást nem lehet vele ellenőrizni, valószínűleg a hagyományos komputerekhez kapcsolva, azokat kiegészítve fogjuk használni.

Info & tech
Kedves Olvasónk!
Ha érdekli ez a téma, és szeretne heti hírlevelet kapni a témában, vagy értesítést a megjelent új cikkekről, kérjük, adja meg nevét és e-mail címét!

Segítünk kiszámolni

EKÁER kalkulátor

kalkulátor

Céges bankszámla

kalkulátor

Pályázatkereső

kalkulátor