DNA´ya Problem Çözdürmek - Biyolojik Bilgisayarlar

0
malkocoglu
Matematikçi/biyolojist Leonard Adelman, biyolojik bilgisayar'ın olabileceğini ispatlamak için, DNA ve biyolojik yöntemler kullanarak, seyahat eden satış görevlisi (traveling salesman) probleminin ufak bir şeklini DNA'ya çözdürmeyi başardı. Seyahat eden satış görevlisi (SESG) problemi, çizit (graph) olarak temsil edilen şehirler arasındaki en az yol tutacak olan seyahat rotasını bulan algoritmadır.
DNA'nın günümüz bilgisayarlara oranla en büyük avantajı, az yerde çok fazla bilgiyi kodlayabilmesi. Ayrıca, baz harfler A, T, C, G nükleoit'ler arasında (biyoloji kanunlara göre) bağları kuran enzimlerin "eşzamanlı (paralel)" bir şekilde DNA'yı işlemesi diğer bir avantaj.

Yani, DNA bazlı çözümler, gerekirci algoritmalar ile çözülemeyen problemler için biçilmiş kaftan gibi gözüküyor; Gerekirci (deterministic) algoritmalar bütün çözümleri teker teker, ya da akıllı tahmin (heuristic) ile azıcık kısaltmalar ile, başı belli sonu belli algoritmalardır.

SESG problemin Turing Makinası temelli dünyada da gerekirci (deterministic) ve polinom zamanlı (n veri icin işleyiş zamanı =< O(n^k), k sabit) bir çözümü yoktur.

Sonuç: Bahsedilen biyolojik özelliklerden istifade eden Adelman, özet olarak seyahat eden satış görevlisi probleminin "bütün mümkün çözümlerini" DNA kopyalama tekniklerini kullanarak çıkardı, ve daha önce bilinen DNA teknikleri ile arasından istediği başlangıç şehri ve bitiş şehri olan DNA zincirlerini çekip çıkardı.

Bu seçilen DNA zinciri problemin çözümü oluyordu.

Özet makaleler: 1 2 3 4

Her şeyin başlangıcı olan risale(!) (makale, yayın, paper)

Takipçiler ve bazı tekniklerde ilerleme kateden şahıslar: 1 2 3

Görüşler

0
FZ
Üstadın bu konudaki çalışmalarına dair haberlerini Dr. Dobb´s Journal dergisinde birkaç yıl önce okumuştum, görmeyeli epey ilerleme kaydetmiş olmalı. Fantastik bir fikir, çok acayip bir uygulama. Düşünsenize adamın biri geliyor ve ``hocam bizim falanca sistem için bir optimizasyon lazım´´ diyor, siz de ``tamam ben biyoloji laboratuvarıma uğrayıp şu benim hücre kültürüne bir bakayım mikroskopla´´ falan diyorsunuz :)

Bu arada meraklısına not, yazıda adı geçen çılgın bilimadamı Adelman, meşhur şifreleme algoritması ve bununla bağlantılı şirket ismi RSA´nın A´sındaki Adelman ;-)
0
malkocoglu
Vay! O Adelman'in bu oldugunu bilmiyordum.

Bulusun da eski oldugu dogru; Ilk yapilan yayinin tarihi 1994. Ek yayinlar yaklasimi biraz daha ilerletmis.

Yanliz bir sey daha eklemem gerekiyor; Haberde verdigim ayni bilgileri Hesapsal Algoritma Yuku (computational complexity) dersimin asistanina da yolladim, ve soyle bir cevap geldi.

"Cok ufak bir problem cozmusler, onu belirteyim. Asagidaki kelimeler de benim buldugum bir baglantidan, ustel (exponential) yuku olan bir problemi cozmek icin ustel miktarda DNA gerekiyormus. Yani, su anki bilgi ile DNA bilgisayari kurulsa, NP-complete problemler, polinom zamanda cozulemeyecek.

http://www.usc.edu/dept/engineering/news/2002_stories/adlemanNYT.html

Gene de alternatif bilgisayar mimarileri bana hep ilginc geliyor. Ayrica Kuantum Bilgisayarlara da bakmani tavsiye ederim, bu teknik ile algoritma yukunde azaltma yapmak mumkun olabiliyor (gibi gozukuyor)".

Neyse; sahsi fikrim hala teknik bazi kisitlamalar olsa da, fikrin harika oldugu... Hesap yapan mikroplar, web servisi olan terliksi yaratiklar...

Yazilim virusu olan bir biyolojik virus yapilabilir mi acaba? :) Isim uysun diye. :)


0
FZ
``Bilgi´´ sözcüğünün ne kadar geniş bir açılımı olduğu, bu kavramın ne kadar garip kılıklara bürünebildiği sanırım içinde bulunduğumuz 21. yüzyılda çok daha iyi anlaşılacak. Geçen yüzyılda olup bitenleri bir tür ısınma turu olarak algılıyorum (büyük vizyoner FZ konuştu breh breh :-P

Kuantum bilgisayarlara gelince, bitirme ödevimde bir miktar kurcalamıştım onları, simülasyon bağlamında yani. Grover´ın hızlı veritabanı arama ve Shor´un kolayca asal çarpanlara ayırma yöntemleri gerçekten çok ilginçti. Konu ile ilgili detaylı ve somut örnekler şu adreste bulunabilir: QCL, Quantum Computing Language: http://tph.tuwien.ac.at/~oemer/qcl.html

Muhtemelen Adelman ve RSA´da hissesi olan herkes her gün yatakten kalkarken ``inşallah pratik olarak çalışan bir kuantum bilgisayarı yapılmamıştır!´´ diye dua ediyorlardır :)
0
malkocoglu
Butun hukumetler ve hukumet ajanslari da buna dahil herhalde, evet... Adelman kendi sifre sistemini kirdirmak icin niye bu kadar ugrasiyor kardesim! :)

Dipnot: Bir NP-butun (complete) problemin biri cozulurse , geri kalan hepsi corap sokugu gibi gelecek, buyuk bir sayinin asallarina ayirilmasi gibi (sifre kirmak icin), oteki problemler seyahat eden satici, hamilton yolu bulma, vs.. Amma cok terim! Yakinda Algoritma Yuku hakkindak dersimizin finalini alacagiz; bir bitsin, Turkce yazi dizisi gelecek (insallah). Turing makinalari, NP-butunluk, rasgele algoritmalar.

Ayrica: Bebek'te hemen deniz kenarinda bir cafe var; Ismi Turing Cafe. FZ haberin olsun. :)

0
FZ
Valla Adelman gibi uçuk bir adamın ticari kaygılarla matematiksel, biyolojik, teknolojik keşiflerin peşinden gitme çabalarına son vereceğini pek sanmam. Bürokratik kurumlar uzunca bir süre daha bilimsel ilerlemelerin, özellikle de bilgi işlem teknolojisindeki yeniliklerin peşinden nefes nefese koşturmaya mahkûm gibi görünüyor.

NP-tam (bu da benim önerim, NP-bütün yerine ;-) mevzusu hakikaten belki de bilgi işlem teorisindeki en önemli mevzulardan biri, bu tür konulardaki yazı dizilerine her daim açığız.

Bu arada bilgisayarların NELERİ YAPAMAYACAĞI konusu ile ilgili David Harel adlı bir profesörün şirin mi şirin, akıcı mı akıcı, ufak tefek bir kitabı var, herkese tavsiye ederim, hatta çevirisi yapılsa yayınlansa falan süper olur: Computers Ltd: What They Really Can't Do.

http://www.amazon.com/exec/obidos/tg/detail/-/0198505558/qid=1071428167/sr=1-1/ref=sr_1_1/102-2952528-1425721?v=glance&s=books

Bebek´e gelince, gerçekten güzel mekan ancak bahsettiğin kafe sakın şu Turing ile ilgili olmasın?

http://www.turing.org.tr

E yani bizim ülkeden de şimdilik ancak bu şekilde Turing çıkıyor. İnşallah bir gün biz de A. Turing ayarında bir miktar adam yetiştiririz ve kültürümüzü, insanlarımızı dünya ile daha iyi entegre eder, yüksek standartlı hale getiririz ;-) (Amin, Amin hatta Amon-Ra!)
0
skoylu
> "Cok ufak bir problem cozmusler, onu belirteyim. Asagidaki kelimeler de benim buldugum bir baglantidan, ustel (exponential) yuku olan bir problemi cozmek icin ustel miktarda DNA gerekiyormus. Yani, su anki bilgi ile DNA bilgisayari kurulsa, NP-complete problemler, polinom zamanda cozulemeyecek.

Tamam, kabul ederim ama. unutmayınki, DNA kendini çoğaltabilir. Bir bilgisayarın DNA tabanlı olduğunu düşünün vede çözüm için kendisinin yeni DNA'lar ürettiğini.

Pek dilim dönmüyor ama böyle bir durumda bunların ula DNA yapmak sarmıyo, hadi birde mitokondri yapalım birader diyerek karşımıza bildiğimiz bir canlı gibi çıkıvermesi, üstelik de bolca mevcut olan bizleri mükemmel bir protein deposu olarak görmeleri ihtimalide var.. Haa, bu kötü ihtimal. Iyi ihtimaller de bolca mevcut.

Unutmayalım ki, bugünkü bilgisayar macerasının temelleri Abacus ile atılmıştı. Transistörün keşfi bir dönüm noktası oldu. Braedley'in, tanıtıma gelen SONY kurucularının bundan radyo yapmayı düşünüyoruz cevabına gülüp geçtiği rivayet edilir.

Vay be dedirten bir gelişme netekim. Dikkatle takip etmek lazım bence..

0
malkocoglu
Evet ben de katiliyorum. Nanoteknoloji ve bilahere biyoloji arastirmalarinin arkasinda sIkI butceler de varmis. Klinton baskanligi zamaninda nanoteknolojiye 1 milyar dolar harcadim diyordu; isin muhendislik tarafi birden olgunlasirsa, ucar gider. Takip etmek lazim, kesinlikle...
0
hako
Bu nefis haber için teşekkürler. Gerçekten hayalgücünün sınırı yok. Böyle bir probleme bu tür bir çözüm üretebilen zekaya da hayran olmamak elde değil. Konuyla ilgili kaynak ve haberleri yazıya iliştirdiğiniz için da ayrıca teşekkürler...
Görüş belirtmek için giriş yapın...

İlgili Yazılar

Debian GNU/Linux İçin Paket Yapımı

yuxel

Debian GNU/Linux'u en popüler dağıtımlardan birisi yapan şüphesiz ki paket yönetim sistemidir. Neredeyse tüm paketleri resmi depolardan (http://www.debian.org) veya gayri resmi yansılardan (http://www.apt-get.org) edinmek mümkün. Ancak bazen istediğiniz programı istediğiniz koşullarda paketlenmiş olarak bulamıyorsunuz. Bu durumda kendiniz kaynak koddan derlemek zorunda kalıyorsunuz. Daha sonraki kullanımlar veya arkadaşlarınızla paylaşmak için bu derleme işlemini bir paket olarak kenarda köşede bekletmek isteyebilirsiniz. Bu belgede, Debian paket yapımı hakkında bilgi bulacaksınız

Kitap Eleştirisi: Adım Adım LaTeX

FZ

Biz bilgisayarcılar için genellikle pek kaynak sıkıntısı yoktur, hemen hemen her türlü konuda diğer bilgisayarcılardan, USENET'ten, Google'dan, vs. kolayca bilgi edinebilir ve bunları pratik olarak uygulayabiliriz. Bununla birlikte bir konuya yeni başlayan birine derli toplu, sistematik olarak konuyu anlatan bir kitabın değeri ve pedagojik önemi tartışılmaz.

Adım Adım LATEX isimli kitap da yukarıdaki sebeplerden ötürü LaTeX konusunda önemli bir boşluğu dolduran belki de ilk ve tek Türkçe kaynak. Prof. Dr. Abdugafur Rahimov ve Orhan Kesemen tarafından yazılmış ve 2004 yılında kitabevlerinde satışa sunulmuş Adım Adım LaTeX kitabı, LaTeX isimli kaliteli belge oluşturma sistemine dair gerekli hemen hemen tüm bilgileri içeriyor. Kitabın ve LaTeX'in sadece matematikçilere ya da bilgisayarcılara hitap ettiğini düşünenler varsa, bu önyargılarını şimdiden silmelerinde fayda var. Psikolojiden, felsefeye, işletmeden hukuğa kadar, herhangi bir konuda ödev yazan, makale hazırlaması gereken ya da profesyonel görünümlü bitirme ödevi, yüksek lisans tezi, doktora tezi, kitap vs. yazmak isteyenlere bu kitabı rahatlıkla önerebilirim başucu kaynağı olarak.

Otostopçunun Galaksi Rehberi : Yeniden Raflarda

butch

"Galaksinin haritası bile çıkarılmamış ücra bir köşesinde, gözlerden uzak bir güneşin yörüngesinde, tamamıyla önemsiz küçük bir gezegen döner. Gezegenin maymundan gelen halkı genellikle mutsuzdu. Ağaçlardan inmekle büyük hata yaptıklarını düşünenlerin sayısı gün geçtikçe artıyordu. Bazıları ağaçlara çıkmanın bile yanlış bir hamle olduğunu ve okyanuslardan asla ayrılmamış olmaları gerektiğini söylüyordu. Sonra adamın birinin, sırf değişiklik olsun diye bundan böyle nazik davranmanın ne kadar iyi olacağını dile getirdiği için ağaca çivilenmesinden yaklaşık iki bin yıl sonra, bir perşembe günü, o önemsiz gezegen bir kestirme yol uğruna yok olup gidecekti. Ama bilinmeyen gerçek şuydu ki gezegenin yaratılış amacı yalnızca Nihai Soruya cevap bulmak için yapılan bir deneydi..."

Douglas Adams'ın efsane dizisi Otostopçunun Galaksi Rehberi yeniden raflarda. (Kabalcı Yayınevi)

Cisco Ağlarda VLAN Adaptasyonu

anonim

Ozgur Karatas tarafından yazılmış olan VLAN kitapçığında, VLAN'ın ne olduğuna, Cisco Ağlarda VLAN kullanımına, nasıl VLAN oluşturulacağına ve VTP domain yapısının nasıl kurulacağına yer verilmiştir.

coLinux : Windows Altında Debian Mı ?

darkhunter

Bir gün Windows altında da (birbirimizi kandırmayalım ara sıra hepimiz açıyoruz :)) GNULinux kullanmak istedim. Yaptığım şeyleri şöyle bir derledim, ortaya bu yazı çıktı. Umarım birilerinin işine yarar. Belki arada bir fazlamesai.net'i gezen ama bir türlü Linux ile tanışamayanlara bir vesile olur. Windows'a bile girdik, daha ne yapalım! Kurun şu GNU/Linux'ü :)