ENGINEERINGNET.BE - De huidige computers werken met nulletjes en eentjes, wat niet makkelijk is na te bouwen met moleculen voor het ontwikkelen van een chemische computer.
Promovendus Matthieu Baltussen van de Radboud Universiteit haalde daarom inspiratie uit hoe bacteriën met informatie omgaan.
‘Een bacterie is op zoek naar voedsel en scant de omgeving bijvoorbeeld af op zuurstof. Dat doet zij met behulp van chemische reacties. Dit kan je zien als informatieverwerking, een soort berekening, en dat is in principe wat er ook in een computer gebeurt.’
Baltussen onderzocht daarvoor de formose-reactie: hierbij reageren meerdere suikerachtige moleculen herhaaldelijk met elkaar, waarna er een mengsel aan nieuwe, complexe moleculen ontstaat.
Hij zette daarna een ontwikkeling uit de neuromorfe computers in: een reservoir computer. Hierbij wordt ervan uit gegaan dat er al een complex systeem is dat ingewikkelde berekeningen doet.
Je hoeft dan alleen maar de goede berekeningen eruit te halen. ‘Mijn hypothese was dat zo’n formose-reactie eigenlijk ook een reservoir computer is.’
Baltussen testte zijn hypothese onder meer door het gedrag van een E.colibacterie na te bootsen met een computermodel.
Hij veranderde de omstandigheden van de bacterie, door bijvoorbeeld de beschikbare voedingsstoffen aan te passen, en deed hetzelfde bij een formose-reactie.
‘Vervolgens moet je dat zien te matchen en ze op elkaar afstemmen. Zo leert het formose-reservoir om de uitkomst van de bacterie (het computermodel) te voorspellen.
Dan kun je op basis van hoe een formose-reactie reageert op veranderende omstandigheden, voorspellen hoe de bacterie zich gedraagt.’
Dit bleek te werken. Baltussen slaagde er daarna ook in om zo een basisvorm van het weer te voorspellen. ‘Het grote voordeel is dat je veel minder energie en data nodig hebt op deze manier.
Het zal de digitale computer niet vervangen, maar het kan misschien, net als een kwantumcomputer en en neuromorfe computer, een plekje krijgen in een datacentrum voor specifieke berekeningen.’
De wetenschapper ziet ook toepassingen in de nanotechnologie voor zich, bijvoorbeeld in de biomedische wetenschap.
Je kunt dan denken aan slimme lichaamssensoren. ‘Er moet eerst veel meer onderzoek komen om dit verder te ontwikkelen.’
