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

CSound Journal Bahar 2006 Sayısı Çıktı

FZ

Bilgisayarlı ses sentezleme ve besteleme sistemi Csound kullanılarak yapılan ses programlama çalışmalarına ve makalelerine yer veren Csound Journal'ın Bahar 2006 sayısı çıktı.

Fedora Core 1.0 ile Internet Bağlantı Paylaşımı

anonim

"Linux ile internet bağlantımı nasıl paylaştırabilirim?" sorusu mail listeleri ve forumların en popüler soruları arasındadır. Bu makale En azından fedora için ortaya net bir çözüm koyuyor ve diğer dağıtımlar içinde referans oluşturuyor.

A Byte of Python

roktas

OSnews sitesinde gezinirken gözüme ilişti. Komple boyutta yeni bir Python kitabı. Yazarının ifadesiyle Python belgelerinin listelendiği sayfada Guido van Rossum´ un Python tutoryalinden hemen sonra ikinci sırada yerini almış.

A Byte of Python

Dünya ile Rekabet Edecek Zehir Gibi Bir Bilgisayar Şirketi Kurmak

FZ

30 yıl maaşla çalışıp didinmek yerine zehir gibi bir bilgisayar şirketi kurup birkaç yıl geceli gündüzlü çalışıp çok zengin olmak... Herkese parmak ısırtacak çözümler sunmak... Rakipleri çatlatmak... İyi güzel ama nereden başlanır, nasıl başlanır? Ne gibi tehlikeler, tuzaklar vardır? Herkes o tür bir bilgisayar şirketi kurabilir mi? Bu işlere kaç yaşında başlanır? Şirketinize nasıl "hacker" seçersiniz? Peki ya parayı nereden bulacaksınız? Kısa sürede gelir elde etmeye nasıl başlarsınız? 100.000$ yeter mi? Ne kadar süreliğine? Geliştirdiği Viaweb'i birkaç yıl sonra Yahoo'ya 40.000.000$'a satan usta bir "hacker"ın deneyimlerini merak ediyor musunuz? O halde buyrun:

Bu belge Paul Graham'ın 2005 yılının Mart ayında yayınladığı "How To Start A Startup" başlıklı makalesinin çevirisidir. Çeviri Gülsün Arıkan tarafından gerçekleştirilmiş, son düzeltmeler Emre Sevinç ve Bülent Murtezaoğlu tarafından yapılmıştır. Paul Graham'a yazısının Türkçe çevirisini yayınlamamıza izin verdiği için teşekkür ederiz. Belgenin özgün adresi burasıdır.

Linux Açılış Disketi NASIL

yalcink01

Hep hayalini kurduğum şey, kendi başıma imal ettiğim bir işletim sistemi idi. Baktım ki bu iş oldukça uzun bir zamana mal olacak, ben de hayalimi güncelledim ve kendi birleştirdiğim bir işletim sistemi yapmaya karar verdim. Hani legolar var ya onun gibi bir şey işte. Eh, Linux çekirdeği artı GNU araçları ve bilumum özgür yazılım etrafta cirit atıyor:) Al parçaları birleştirmeye başla dedim ama işte orada tıkandım kaldım. Parçaları bulmak kolay ama bir GNU/Linux İşletim Sistemi nasıl çalışır, temel parçalar nelerdir, kim kimi tetikliyor, kimin eli kimin cebinde konuları biraz karışık. Demokraside çare tükenmez deyip kendi yol planımı yaptım ve işe başladım: Öncelikle "bu sistem nasıl açılır, temel parçalar ve ana hatlar nelerdir?" sorununun yanıtını bulabilmek amacı ile The Linux Bootdisk HOWTO kılavuzunu hatim eyledik. Sırada Çekirdek Çitleme Kılavuzu (tldp tarafından şu an güncelleniyor) ve The Pocket Linux kılavuzu var.

Linux Açılış Disketi NASIL kılavuzu; bir açılış disketi yapımını anlatmakla birlikte -ki bu işin çok daha kolay bir yöntemi de mevcuttur:mkbootdisk- sistemin ilk ateşlemesini ve bu sistemin çalışması için gereken temel araçları açıklaması yönünden bence oldukça önemli bir başlangıç noktasını oluşturmakta. İyi bir başlangıç olmakla birlikte, sistem temellerini anlayabilmek için tek başına yeterli olmasını beklemeyin. Zaten kılavuzun ana hedefi de bu değil. Adı üstünde: açılış disketi nasıl yapılır, onu anlatıyor :)

Her halükarda okunması gereken ve Linux öğrenmeye çalışan benim gibiler için, uygulanması gereken bir kılavuz. Init'in ne olduğunu anlamadan önce, init'in herşeyin atası olduğunu anlamak gerekir, öyle değil mi?

http://www.geocities.com/yalcink01/bootdisk-howto/index.html adresinden belgeye ulaşabilirsiniz. Her zaman olduğu gibi: her türlü geribeslemeye kapımız açıktır