Penn State Üniversitesi'nden araştırmacılar, sentetik DNA'yı bir yarı iletkenle birleştirerek son derece düşük güç tüketen bir bellek aygıtı geliştirdi; ekip bu ilerlemenin çok daha enerji verimli bilgisayarların ve yapay zekâ sistemlerinin yolunu açabileceğini söylüyor.
DNA, depolama ortamı olarak olağanüstü yoğun: Tek bir gram yaklaşık 215 milyon gigabayt veri tutabiliyor. Ancak DNA'yı elektronik malzemelerle birlikte çalıştırmak uzun süredir zorlu bir sorun. Penn State ekibinin Advanced Functional Materials dergisinde yayımlanan ve patent başvurusuna konu olan çözümü, elektronik için özel olarak tasarlanmış kısa kimyasal diziler olan sentetik DNA'yı, güneş hücrelerinde, lazerlerde ve veri depolamada hâlihazırda kullanılan kristal perovski ile birleştiriyor.
Sonuç, güç kesildiğinde bile önceki elektriksel etkinliğin kaydını koruyan bir bellek direnci olan memristör. Memristörler bilgiyi beyindeki nöronlara benzer şekilde aynı yerde saklayıp işleyebildiği için, aynı anda birden çok girdiyi değerlendirip deneyimden öğrenen ve araştırmacılara göre yapay zekânın giderek daha fazla bağımlı olacağı bir paradigma olan nöromorfik hesaplamayı destekleyebilir.
Cihazı üretmek için ekip, ince perovski filmlerle bütünleştirilen özelleştirilmiş DNA dizilerine gümüş nanoparçacıklar ekledi. Gümüş 'katkılama' DNA'yı iletken hâle getirdi ve moleküler birimlerinin daha düzenli dizilmesine yardımcı oldu. Islak spagetti gibi davranan uzun, dolaşık iplikler hâlindeki doğal DNA'nın aksine, kısa ve sert sentetik DNA, çok küçük ölçeklerde hassasiyetle düzenlenebiliyor. Ekip üyesi Neela H. Yennawar, "Hangi dizilere ihtiyacımız olduğunu ve ne kadar uzun olmaları gerektiğini hesaplama yoluyla tam olarak belirleyebiliyoruz" dedi.
Cihaz, 0,1 voltun altında — karşılaştırma için standart bir ABD prizi 120 volt sağlıyor — güvenilir şekilde çalıştı ve akım yönü tersine çevrildiğinde öngörülebilir tepki verdi. Ayrıca 121 santigrat dereceye yaklaşan sıcaklıklarda tutarlı biçimde çalışmaya devam etti ve oda sıcaklığında altı haftadan uzun süre işlevsel kaldı; bu, mevcut perovski tabanlı bellek aygıtlarının kararlılığını aşıyor.
Eş yazışmacı yazar Bed Poudel, "Genellikle daha fazla bilgi depolamak daha fazla güç gerektirir. Ancak bizim cihazımız 100 kat daha az güç tüketiyor ve depolama kapasitesi flash sürücü gibi geleneksel depolama aygıtlarından daha yüksek" dedi. Ekip, kombinasyonun tek başına DNA veya perovskitten çok daha iyi sonuç verdiğini buldu. Kavya S. Keremane, "Çok yüksek bellek depolama yoğunluğunu çok az güçle mümkün kılan şey bu kombinasyon" diye ekledi.
Araştırma ABD Ulusal Bilim Vakfı, Ulusal Sağlık Enstitüleri, Penn State ve Minnesota Üniversitesi tarafından desteklendi. Ekip teknolojiyi iyileştirmeyi ve biyolojiden ilham alan elektroniklerin başka kullanım alanlarını keşfetmeyi planlıyor. Poudel, "Doğanın çözümü var — bizim tek yapmamız gereken onu bulup uygulamak" dedi.
