Source: CNET Japan
次世代のスーパーコンピューティングを担うのはマイクロチップではなく、生きた細菌かもしれない。国際研究チームは20年間にわたり、細菌を使って情報を処理するバイオコンピューターの開発に取り組んできた。カナダのモントリオールにあるマギル大学の研究者らは現地時間11月3日、この研究成果を発表した。研究結果を記した論文は、先に学術誌Natureに掲載されている。 提供：Igor Suka/Getty Images ※クリックすると拡大画像が見られます 生物学とコンピューター科学、工学を組み合わせたこの研究には、カナダ、欧州、英国、オーストラリアの研究者が参加した。研究チームによると、このバイオコンピューターは、通常のコンピューターが苦手とする問題の解決に活用できる可能性があるという。 「電子式（逐次処理型）のコンピューターは決定木の問題を解くものではなく、そのように設計されてもいない」と、研究論文の上席著者で、マギル大学の生体工学教授を務めるDan Nicolau氏は、米CNETに電子メールで述べた。 Nicolau氏によると、電子式のコンピューターでこうした問題を解くには、大容量のRAMが必要になるという。 この研究では、大腸菌（Escherichia coli）とVibrio natriegensという2種の細菌を使って計算を行った。大腸菌は液体中での動きが予測しやすく測定も可能なこと、V. natriegensは増殖が非常に速いことから選ばれた。 研究チームによると、デジタル処理の代わりに生きた細菌を使えば、通常のコンピューターに必要なメモリーや資源のごく一部で、大規模で複雑な問題を解けるという。 数学の問題を、細菌が探索するトンネルに変換 研究チームは、一見単純な数学の問題である「部分和問題（Subset Sum Problem）」を使ってバイオコンピューターを試した。入力する数値の個数が増えるにつれて、解く難しさが指数関数的に増すことで知られる問題だ。 部分和問題は、入力の規模が大きくなりすぎると、従来のコンピューターでは解くのに数百年、場合によっては数百万年かかるなど、処理が困難になることが知られている。 研究チームは、この問題を、入力値のあらゆる組み合わせへと枝分かれしていくグラフに置き換えた。次に、部分和問題を表すそのグラフと同じ形の微細な構造を作製した。 その構造の内部には、グラフの枝分かれを再現したトンネルのネットワークを設けた。トンネルの各分岐が選択を行う地点に当たり、通過できる経路の1つ1つが、問題に対する異なる解の候補を表す。 「演算ユニット」は増殖で増やす 研究チームは、急速に増殖する細菌をトンネル内に放った。細菌は急速に数を増やしながらトンネルを進み、解へと至る多くの経路を同時に探索した。 細菌による処理は、デジタル処理に比べれば遅い。しかし、従来のコンピューターのように順を追って問題に取り組むのではなく、多くの解の候補を一度に検討できる。さらに計算能力が必要になれば、トンネル内で細菌が増殖し、問題の解決を担う「演算ユニット」が増えていく。 研究チームは自動画像解析を用いて、正しいトンネルを通る細菌を追跡した。こうして、ネットワーク内のどの経路が問題の制約条件を満たすのかを特定できた。 温度を調整することで、ネットワーク内を移動する細菌が過密状態になるのを防ぐこともできた。 Doomも動かせる？ 1993年に登場した画期的な一人称視点シューティングゲーム「Doom」は、挑戦好きのファンの手で、大腸菌からサーモスタットまで、さまざまなものを使って動かす方法が考案されてきた。Nicolau氏によると、新たなシステムでもおそらくDoomを動かせるという。ただし、バイオコンピューターの大きさについて重要な条件が付く。 「（バイオコンピューターは）巨大でなければならない！」とNicolau氏は語った。細菌はプロセッサーとしては遅いため、ビデオゲームを動かすのに十分な数を収容するには、非常に大きなバイオコンピューターが必要になる。 一方、RAMが不要なことから、バイオコンピューティングは世界的なRAM不足の解消に役立つ可能性があるとNicolau氏は述べた。さらには、コンピューターというものの捉え方さえ広げる可能性があるという。 「コンピューターとは、数値を受け取り（入力）、数値を送り出す（出力）装置だ。ただそれだけだ。それ以外の意味での『コンピューター』という言葉の使い方は、われわれの立場からすれば、まあ、詩的な表現ということになる」と同氏は語った。 この記事は海外Ziff Davis発の記事を4Xが日本向けに編集したものです。 Amazonで開催中のセールを見る Amazonのアソシエイトとして、CNET Japa
