Imagine quão poderoso seria um computador que funcionasse com moléculas biológicas para processar a informação. Pois uma tal máquina já está em fase de projecto, fazendo parte do programa EU-Horizon 2020 da União Europeia.
O computador baseado em biomoléculas, ou biocomputador, já está a ser desenvolvido, e a sua capacidade computacional poderá revolucionar o mundo.
“Praticamente todos os problemas matemáticos realmente interessantes do nosso tempo não podem ser computados de forma eficiente com a nossa actual tecnologia”, explicou o professor Dan Nicolau, que aposta que esta nova tecnologia vai superar brevemente a computação electrónica tradicional.
A ideia da equipa de investigadores é usar uma rede de motores moleculares, em que cada biomolécula mede poucos nanómetros, para resolver problemas usando uma abordagem chamada biocomputação baseada em redes.
Nessa abordagem, cada máquina molecular move-se numa rede de micro-canais projectados para representar algoritmos matemáticos, e cada biomolécula actua como se fosse um pequeno computador à parte, com processador e memória individuais.
Cálculos verdadeiramente paralelos
Sabe-se que cada biomolécula funciona mais lentamente do que um transístor, mas cada uma delas é capaz de assumir uma dada configuração – e, em conjunto, as combinações desses alinhamentos eleva dramaticamente o poder de computação da rede, gastando muito pouca energia.
“Estamos a usar motores moleculares de células que foram optimizados durante mil milhões de anos de evolução para serem nanomáquinas altamente eficientes do ponto de vista energético”, explicou outro membro da equipa de investigadores, Stefan Diez.
Till Korten/Cornelia Kowol
Esquema de funcionamento de um biocomputador
“As unidades de computação biológica podem multiplicar-se para se adaptarem à dificuldade do problema matemático”, completa o investigador.
Além disso, outra vantagem do biocomputador é que ele não funciona de forma sequencial, como acontece com as máquinas actuais. Este computador do futuro é capaz de fazer cálculos verdadeiramente paralelos, uma vez que o funcionamento de uma biomolécula não é afectado pelo que outra possa estar a fazer.
Os investigadores já receberam um investimento inicial de mais de 6 milhões de euros, e o desenvolvimento do primeiro biocomputador está previsto para 2021.
Para que esse prazo seja cumprido, os especialistas vão agora trabalhar intensamente na área da biotecnologia, alterando as propriedades dos motores de proteínas como a quinesina, para optimizar o seu funcionamento para a biocomputação.
“Optimizar os motores moleculares não só nos dará ferramentas ideais para a nanotecnologia, mas, ao mesmo tempo, aprenderemos muito sobre como funcionam e o que fazem dentro das células”, disse Diez.
“Esse conhecimento será também útil para clarificar o papel dessas proteínas em doenças graves, como o cancro e a demência”, acrescenta.
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