七哥一周聊:生物芯片将主导人类未来

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郭先生9.26直播已經爆料,生物电脑样机已經摆在IBM总部,人类将进入一个新时代,甚至是跨越维度的时代,科技的突破性发展将无限提高生产效率,人,将不再是世界发展的动力,人,将是这个世界最多余的生产资料,疫苗是最新科技成果的清道夫。也许很多人看不到,但还是让我们了解一下这个改变未来的科技革命成果。

Biological Computer 生物电脑就是利用生物分子代替硅,实现更大规模的高度集成。传统计算机的芯片是用半导体材料制成的,1毫米见方的硅片上最多不能超过25万个元件,以集成电路为基础的传统计算机已经快要发展到极限。而生物芯片上生物计算机的元件密度比人的神经密度还要高100万倍,传递信息的速度也比人脑的思维速度快100万倍。

生物电脑的另一个显著特点就是存储量极大。单个的细菌细胞,大小只有1微米见方,与一个硅晶体管的尺寸差不多,但是却能成为容纳超过1M字节的 DNA存储器。生物芯片快捷而准确,可以直接接受人脑的指挥,成为人脑的外延或扩充部分,它以从人体细胞吸收营养的方式来补充能量。

生物计算机能够如同人脑那样进行思维、推理,能认识文字、图形,能理解人的语言,因而可以成为人们生活中最好的伙伴,担任各种工作,如可应用于通讯设备、卫星导航、工业控制领域,发挥它重要的作用。美国贝尔实验室生物计算机部的物理学家们正在研制由芯片构成的人造耳朵和人造视网膜,这项技术的成功有望使聋盲人康复。

生物电脑的成熟应用还需要一段时间,但是科学家已研制出生物电脑的主要部件——生物芯片。美国明尼苏达州立大学已经研制成世界上第一个“分子电路”,由“分子导线”组成的显微电路只有计算机电路的千分之一。

电脑的性能是由元件与元件之间电流启闭的开关速度来决定的。科学家发现,蛋白质有开关特性,用蛋白质分子作元件制成的集成电路,称为生物芯片。使用生物芯片的计算机称为蛋白质电脑,或称为生物电脑。已经研制出利用蛋白质团来制造的开关装置有:合成蛋白芯片、遗传生成芯片、红血素芯片等。

用蛋白质制造的电脑芯片,在1平方毫米面积上可容纳数亿个电路。因为它的一个存储点只有一个分子大小,所以存储容量可达到普通电脑的10亿倍。蛋白质构成的集成电路大小只相当于硅片集成电路的10万分之一,而且运转速度更快,只有10-11秒,大大超过人脑的思维速度;生物电脑元件的密度比大脑神经元的密度高100万倍,传递信息速度也比人脑思维速度快100万倍。

生物芯片传递信息时阻抗小,耗能低,且具有生物的特点,具有自我组织和自我修复的功能。它可以与人体及人脑结合起来,听从人脑指挥,从人体中吸收营养。把生物电脑植入人的脑内,可以使盲人复明,使人脑的记忆力成千上万倍地提高;若是植入血管中,则可以监视人体内的化学变化,使人的体质增强,使残疾人重新站立起来。

生物计算机具有较高的人工智能,它可以彻底实现现有计算机所无法真正实现的模糊推理功能和神经网络运算功能,能够如同人脑那样进行思维、推理,能认识文字、图形,能理解人的语言,因而可以承担各种工作,可广泛应用于卫星导航、工业控制领域和国防军事领域,发挥它无比重要的作用。

衡量计算机水平的主要指标是运算速度和存储量。生物计算机运算速度将是传统计算机根本无法比拟的,它几十小时的运算量就相当于全球所有计算机运算量的总和。生物计算机的存储量也将大得惊人。科学家采用有机的蛋白质分子构成的生物芯片代替由无机材料制作的硅芯片,其大小仅为所用的硅芯片的十万分之一,而集成度却极大地提高,如血红素生物芯片,1mm2容纳10亿个“门”电路,开关速度达到10-5Μs。生物芯片低阻抗、低能耗的性质使他们摆脱了传统半导体元件散热的困扰,从而克服了长期以来集成电路制作工艺复杂、电路因故障发热熔化以及能量消耗大等弊端,给计算机发展开拓了广阔前景。更令人惊异的是,生物计算机的元件密度比人的神经密度还要高100万倍,且其传递信息的速度也比人脑进行思维的速度快100万倍。它既快捷,又准确,可以直接接受人脑的指挥,成为人脑的外延或扩充部分,它能以从人体细胞吸收营养的方式来补充能量,而不需要外界的任何其他能量。

生物计算机的发展大致可以分成以下三个阶段(或型式):
一﹑模仿人脑大部分硬件结构的计算机(狭义的生物计算机),例如利用人工合成的组件,仿制人脑的一部分,包括模仿脑机能的计算机,采用脑的解题与算则的计算机,与由人工神经细胞及神经网组合的计算机;

二﹑模仿人脑细微组织的计算机,例如利用生物芯片与生物体分子组件(包括生物体液体组件、蛋白质组件、生物感测组件、生物存储元件等)所组成的计算机;

三﹑人脑再制型的计算机,为生物计算机的终极目标,包括具有意识与情感的人工复制脑。以下就此观点,列举未来生物计算机发展的方向。
一﹑模仿生物体组件,开发新的分子或生物功能组件。
二﹑模仿生物体组织,开发并行的信息处理结构。
三﹑借用人脑的软件运算方式。
四﹑仿制能自我组织的软件。
五﹑学习人脑的记忆方式。

撰稿:压垮骆驼的稻草 Daniel
校对:Tracy

参考来源为百度百科

(文章内容仅代表作者个人观点)

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