Des superordinateurs qui vivent et respirent ?!
Publié par Redbran le 26/03/2016 à 00:00
Source: McGill
Une découverte pourrait permettre de créer des superordinateurs de la taille d'un livre

Un superordinateur de la taille d'un livre ? Pourquoi pas ?

Selon une équipe multinationale de chercheurs dirigés par le professeur Dan Nicolau, directeur du Département de génie biomédical (Le génie biomédical est une branche de l’ingénierie visant au contrôle des systèmes biologiques ou au développement d’appareils servant au...) de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa...) McGill, la substance qui fournit de l'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) à toutes nos cellules, l'adénosine (L'adénosine est un nucléoside formé lorsque l'adénine est attachée à un noyau ribose (sous forme de ribofuranose) via une liaison β-N9glucoside.) triphosphate (ATP), pourrait également alimenter la prochaine génération de superordinateurs.

Leurs travaux ont fait l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui...) d'un article publié la semaine dernière dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), dans lequel ils décrivent le modèle d'ordiateur biologique qu'ils ont créé et qui est doté de propriétés lui permettant de traiter l'information très rapidement et avec une grande exactitude au moyen de réseaux parallèles, à la manière des superordinateurs électroniques les plus volumineux.

Or, le modèle qu'ils ont mis au point (Graphie) est beaucoup plus petit que les superordinateurs actuels, consomme beaucoup moins d'énergie, et utilise les protéines qui se trouvent dans toutes les cellules vivantes.

Des gribouillis sur le dos d'une enveloppe

"Nous avons réussi à mettre au point un réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec un filet (un réseau est un « petit rets », c'est-à-dire un petit filet), on appelle nœud (node)...) très complexe, mais très petit", affirme en riant Dan Nicolau père. Il a commencé à explorer cette idée avec son fils Dan il y a plus d'une décennie (Une décennie est égale à dix ans. Le terme dérive des mots latins de decem « dix » et annus « année.) avant que des collègues d'Allemagne, de Suède et des Pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue restreinte (de l'ordre de quelques centaines de km²), subdivision de...)?Bas se joignent à eux il y a environ 7 ans. "Le projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et...) a d'abord pris la forme de dessins gribouillés au dos d'une enveloppe et qui représentaient de petites créatures explorant des labyrinthes. Je pense qu'on avait pris un peu trop de rhum..."

Le modèle de superordinateur (Un superordinateur (ou supercalculateur) est un ordinateur conçu pour atteindre les plus hautes performances possibles avec les technologies connues lors de sa...) biologique mis au point par le duo père-fils et collègues a vu le jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport...) grâce à la modélisation géométrique et au savoir-faire en génie (à l'échelle nanométrique). Il s'agit d'une première étape visant à démontrer que ce type de superordinateur biologique peut vraiment fonctionner.

Le circuit mis au point par les chercheurs ressemble un peu au plan d'une ville (Une ville est une unité urbaine (un « établissement humain » pour l'ONU) étendue et fortement peuplée (dont les habitations doivent être...) animée et très organisée vu du haut des airs. Comme ils le feraient dans une ville, des voitures (Une automobile, ou voiture, est un véhicule terrestre se propulsant lui-même à l'aide d'un moteur. Ce véhicule est conçu pour le transport terrestre de personnes ou de marchandises, elle est...) et des camions (Le camion est un véhicule automobile à roues destiné à transporter des marchandises. Le routier (routière) ou camionneur (camionneuse) a pour profession la conduite d'un camion.) de différentes tailles propulsés par divers types de moteurs (Un moteur à combustion interne est un moteur dont la combustion (production d'énergie) va se situer au même endroit que la production de travail.) se déplacent sur des chemins créés pour eux et consomment le carburant (Un carburant est un combustible qui alimente un moteur thermique. Celui-ci transforme l'énergie chimique du carburant en énergie mécanique.) dont ils ont besoin (Les besoins se situent au niveau de l'interaction entre l'individu et l'environnement. Il est souvent fait un classement des besoins humains en trois grandes catégories : les besoins primaires, les besoins...) pour continuer d'avancer.


Informatique durable

Dans le cas de l'ordinateur (Un ordinateur est une machine dotée d'une unité de traitement lui permettant d'exécuter des programmes enregistrés. C'est un ensemble de circuits électroniques permettant de manipuler des données sous forme binaire,...) biologique, la ville est en fait une puce d'environ 1,5 cm carré (Un carré est un polygone régulier à quatre côtés. Cela signifie que ses quatre côtés ont la même longueur et ses quatre...) dans laquelle des chemins ont été gravés. Toutefois, les électrons n'y sont pas propulsés par une charge électrique (La charge électrique est une propriété fondamentale de la matière qui respecte le principe de conservation.) comme dans une micropuce ordinaire. Ce sont plutôt de courts brins de protéines (que les chercheurs appellent "agents biologiques") qui se déplacent de façon contrôlée sur le circuit, leurs mouvements étant activés par l'ATP, le composé chimique qui constitue, d'une certaine façon, le suc (Le suc est un liquide extrait d'une substance végétale ou animale. Les tissus, qu'ils soient animaux ou végétaux, peuvent contenir et emmagasiner des liquides.) de la vie (La vie est le nom donné :) pour toutes choses, de la plante (Les plantes (Plantae Haeckel, 1866) sont des êtres pluricellulaires à la base de la chaîne alimentaire. Elles forment l'une des subdivisions (ou règne) des Eucaryotes....) qui orne votre jardin à l'abeille qui la butine.

Alimenté par des agents biologiques, le modèle de superordinateur biologique conçu par les chercheurs dégage peu de chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !) et, par conséquent, consomme beaucoup moins d'énergie que les superordinateurs électroniques ordinaires, ce qui en fait un appareil plus durable. Les superordinateurs traditionnels utilisent tellement d'énergie qu'ils dégagent beaucoup de chaleur et doivent ensuite être refroidis; c'est pourquoi ils ont souvent besoin de leur propre centrale électrique (Une centrale (de production d'énergie) électrique est un site industriel destiné à la production d'électricité. Les centrales électriques...) pour fonctionner.

Du modèle à la réalité


PHOTO: Till Kortene

Si le modèle de superordinateur biologique a été en mesure de résoudre très efficacement un problème mathématique classique et complexe en ayant recours au traitement parallèle, comme le font les superordinateurs ordinaires, les chercheurs reconnaissent qu'il reste encore beaucoup de travail à faire pour que ce modèle devienne un ordinateur véritablement fonctionnel.

"Ce modèle nous permettant maintenant de résoudre un problème avec succès, de nombreux chercheurs seront tentés d'emboîter le pas, en utilisant notamment d'autres agents biologiques", affirme le professeur Nicolau. "Il est difficile de savoir à quel moment les scientifiques parviendront à concevoir un superordinateur biologique pleinement fonctionnel. L'une des solutions qui pourraient nous permettre de résoudre des problèmes beaucoup plus complexes serait de combiner notre appareil avec un ordinateur traditionnel afin de créer un dispositif hybride (En génétique, l'hybride est le croisement de deux individus de deux variétés, sous-espèces (croisement intraspécifique), espèces (croisement interspécifique) ou genres...). Nous examinons maintenant différentes façons de pousser la recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique désigne également le...) encore plus loin."

Ce qui relevait de la science-fiction est maintenant de la science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire Le Robert, « Ce que l'on sait pour...) à l'état pur

Pour lire la version intégrale (Une intégrale est le résultat de l'opération mathématique, effectuée sur une fonction, appelé intégration. Une intégrale est donc composée d'un intégrande (la fonction à intégrer) et d'un opérateur que...) de l'article "Parallel computation with molecular-motor-propelled agents in nanofabricated networks", par Dan Nicolau fils et coll., publié dans Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), visitez le http://www.pnas.org/content/early/2016/02/17/1510825113.

Note:
Cette étude a été financée par: le 7e programme-cadre de l'Union européenne; la Defense Advanced Research Projects Agency; NanoLund; la Fondation Miller; le Swedish Research Council; la Fondation Carl Trygger, fondation de recherche allemande au sein du Cluster of Excellence Center for Advancing Electronics Dresden et du Heisenberg Program; et par l'Université Linnæus.
Page générée en 0.455 seconde(s) - site hébergé chez Amen
Ce site fait l'objet d'une déclaration à la CNIL sous le numéro de dossier 1037632
Ce site est édité par Techno-Science.net - A propos - Informations légales
Partenaire: HD-Numérique