🧬 UNA COMPUTADORA VIVA: BACTERIAS QUE SE MULTIPLICAN PARA RESOLVER PROBLEMAS QUE DESAFÍAN A LAS MÁQUINAS
Una investigación internacional encabezada por la Universidad McGill desarrolló una biocomputadora que utiliza bacterias vivas para explorar millones de posibles soluciones simultáneamente. El dispositivo combina microcanales, reproducción celular y análisis automatizado de imágenes para abordar problemas matemáticos complejos. Sus creadores plantean aplicaciones en inteligencia artificial, biología molecular y optimización, aunque todavía no está diseñada para sustituir a las computadoras convencionales.
Una computadora que no depende de los tradicionales chips de silicio, sino de bacterias vivas que se desplazan, se reproducen y exploran distintas posibilidades. Esa es la propuesta de un equipo internacional de científicos que desarrolló una biocomputadora capaz de procesar información mediante microorganismos y redes microscópicas de canales.
El proyecto, encabezado por investigadores de la Universidad McGill, en Montreal, es resultado de dos décadas de trabajo conjunto entre instituciones de Canadá, Europa, Reino Unido y Australia. La investigación fue publicada en la revista Microsystems & Nanoengineering, de Nature Portfolio.
La tecnología plantea una alternativa a los sistemas electrónicos convencionales para resolver determinados problemas matemáticos que requieren analizar una cantidad extraordinaria de combinaciones.
La clave está en aprovechar una característica natural de las bacterias: su capacidad de reproducirse y generar nuevas unidades biológicas que pueden explorar diferentes caminos al mismo tiempo.
Dan Nicolau, profesor de bioingeniería de McGill y autor principal del estudio, explicó que las computadoras electrónicas realizan millones de operaciones por segundo, pero que los microorganismos ofrecen otra forma de abordar los cálculos.
Con la división bacteriana, podemos tener un millón de chips trabajando al mismo tiempo, señaló el investigador al describir el funcionamiento del sistema.
🦠 BACTERIAS QUE SE MULTIPLICAN PARA EXPLORAR MILLONES DE CAMINOS
La biocomputadora utiliza dos microorganismos: Escherichia coli y Vibrio natriegens.
Los investigadores eligieron E. coli por su desplazamiento predecible a través de fluidos, una característica que permite seguir y medir sus recorridos. Vibrio natriegens, por su parte, fue seleccionada por su capacidad de reproducirse rápidamente.
El sistema funciona mediante una red de canales microscópicos conectados entre sí. Los científicos traducen un problema matemático en un gráfico de decisiones y después reproducen físicamente sus ramificaciones dentro de esa estructura.
Cada bifurcación representa una decisión y cada recorrido posible equivale a una solución diferente.
Cuando las bacterias ingresan en la red, avanzan por los canales y se multiplican. De esta manera, el sistema genera numerosas unidades biológicas que exploran distintas rutas de manera simultánea.
En lugar de depender de un procesador que examine una alternativa después de otra, la biocomputadora aprovecha la reproducción celular para ampliar la cantidad de exploraciones en paralelo.
El equipo también desarrolló mecanismos para controlar el crecimiento de los microorganismos. Mediante ajustes de temperatura, los investigadores regulan la velocidad de reproducción y evitan que las bacterias se acumulen hasta bloquear los canales.
La identificación de los resultados se realiza mediante microscopía de alta resolución y análisis automatizado de imágenes. El software sigue los recorridos bacterianos y permite reconocer cuáles cumplen las condiciones matemáticas establecidas.
⚡ EL DESAFÍO: RESOLVER PROBLEMAS QUE CRECEN EXPONENCIALMENTE
Para probar el dispositivo, los científicos utilizaron el Problema de la Suma de Subconjuntos, un desafío matemático que consiste en encontrar combinaciones de números capaces de alcanzar una suma determinada.
A medida que aumenta la cantidad de datos, el número de combinaciones posibles crece rápidamente. Esa expansión puede convertir la búsqueda de una solución en una tarea extremadamente exigente para las computadoras tradicionales.
La biocomputadora reproduce físicamente esas alternativas y permite que las bacterias exploren múltiples caminos al mismo tiempo.
Los investigadores consideran que este enfoque podría contribuir a resolver problemas relacionados con estructuras moleculares, redes complejas y procesos de optimización utilizados en inteligencia artificial.
También mencionan posibles aplicaciones en criptografía, aunque el sistema todavía no representa una herramienta práctica para romper sistemas de cifrado convencionales.
La propuesta no pretende reemplazar las computadoras personales ni los procesadores cuánticos. Su objetivo es desarrollar una tecnología especializada que pueda complementar las herramientas existentes cuando determinados cálculos resulten demasiado costosos en términos de memoria y recursos.
La diferencia fundamental está en la forma de procesar información: las computadoras electrónicas dependen de circuitos y operaciones digitales, mientras que esta tecnología utiliza el movimiento y la reproducción de organismos vivos.
El sistema también plantea desafíos. Las bacterias se desplazan y se reproducen a velocidades inferiores a las de los procesadores electrónicos, por lo que aumentar la capacidad de cálculo puede exigir estructuras físicas considerablemente más grandes.
Consultado sobre la posibilidad de ejecutar videojuegos como Doom, Nicolau consideró que podría ser viable, aunque el dispositivo tendría que alcanzar dimensiones enormes.