🔬

dna-computing-playground

Build DNA computers that solve problems with molecules! Learn how DNA stores data, performs computations, and solves complex mathematical problems. No biology experience needed - start computing with molecules in 3 minutes.

🔬 Thử ngay

Đây là gì?

🎯 Mẹo sử dụng

📚 Thuật ngữ

DNA (Deoxyribonucleic Acid)
Phân tử mang hướng dẫn di truyền cho sự sống, bao gồm hai chuỗi nucleotide (A, T, C, G) quấn thành một chuỗi xoắn kép.
Nucleotide Base
Các khối xây dựng hóa học của DNA: Adenine (A), Thymine (T), Cytosine (C) và Guanine (G). A cặp với T, C cặp với G.
Hybridization
Quá trình trong đó hai phân tử DNA chuỗi đơn bổ sung liên kết với nhau để tạo thành chuỗi xoắn kép, hoạt động cơ bản trong tính toán DNA.
Strand Displacement
Một phản ứng trong đó chuỗi DNA đến thay thế chuỗi hiện có khỏi chuỗi xoắn kép, cho phép thực hiện các hoạt động logic.
Toehold
Một sợi DNA đơn ngắn nhô ra bắt đầu dịch chuyển sợi, hoạt động như một 'công tắc' hoặc 'kích hoạt' phân tử.
Hamiltonian Path
Đường đi qua đồ thị đi qua mọi đỉnh đúng một lần; vấn đề đầu tiên được giải quyết bằng điện toán DNA (Adleman, 1994).
PCR (Polymerase Chain Reaction)
Một kỹ thuật khuếch đại (tạo ra hàng tỷ bản sao) các chuỗi DNA cụ thể, được sử dụng để đọc kết quả tính toán DNA.
Gel Electrophoresis
Một kỹ thuật trong phòng thí nghiệm giúp phân tách các phân tử DNA theo kích thước, được sử dụng để xác minh kết quả tính toán DNA.
DNA Origami
Một kỹ thuật gấp các chuỗi DNA dài thành các cấu trúc nano 2D và 3D chính xác bằng cách sử dụng các chuỗi ghim bổ sung ngắn.
Boolean Logic
Một hệ thống logic sử dụng các giá trị TRUE/FALSE (1/0) và các phép toán (AND, OR, NOT) tạo thành nền tảng của điện toán kỹ thuật số.
GC Content
Tỷ lệ bazơ guanine và cytosine trong trình tự DNA; ảnh hưởng đến độ ổn định (GC cao hơn = liên kết mạnh hơn).
Oligonucleotide
Một phân tử DNA hoặc RNA tổng hợp ngắn, thường dài 15-60 bazơ, được sử dụng làm khối xây dựng trong điện toán DNA.
Massive Parallelism
Khả năng thực hiện đồng thời hàng nghìn tỷ thao tác trong một ống nghiệm duy nhất, lợi thế chính của điện toán DNA.
Biocomputation
Sử dụng các phân tử và quy trình sinh học (DNA, RNA, protein, tế bào) để thực hiện các nhiệm vụ tính toán.
Molecular Programming
Thiết kế và chế tạo hoạt động của các hệ thống phân tử để thực hiện các nhiệm vụ phức tạp, bao gồm cả tính toán.
Encoding Scheme
Phương pháp dùng để chuyển đổi dữ liệu số (nhị phân) thành chuỗi DNA (bậc bốn), chẳng hạn như ánh xạ 00=A, 01=T, 10=C, 11=G.

🏆 Nhân vật chính

Leonard Adleman (1994)

Người sáng lập máy tính DNA, người đã giải quyết vấn đề đường Hamilton bằng cách sử dụng các phân tử DNA trong ống nghiệm, xuất bản bài báo Khoa học mang tính bước ngoặt năm 1994

Erik Winfree (1998-present)

Giáo sư Caltech, người đã phát triển lý thuyết tự lắp ráp gạch DNA và chứng minh rằng mạch dịch chuyển chuỗi DNA có thể thực hiện logic kỹ thuật số tùy ý

Paul Rothemund (2006)

Phát minh ra origami DNA tại Caltech, cho phép gấp DNA thành các cấu trúc nano 2D và 3D tùy ý với độ chính xác nanomet

George Church (2012)

Nhà di truyền học Harvard, người tiên phong trong việc lưu trữ dữ liệu DNA, mã hóa toàn bộ cuốn sách bằng DNA và chứng minh DNA là phương tiện lưu trữ thực tế

Lulu Qian (2018)

Nhà nghiên cứu của Caltech, người đã tạo ra mạng lưới thần kinh DNA có khả năng nhận dạng mẫu bằng cách sử dụng các phản ứng dịch chuyển sợi, tính toán giống như một bộ não sử dụng các phân tử

Ehud Shapiro (2001-2004)

Nhà khoa học của Viện Weizmann, người đã chế tạo máy tính phân tử có thể lập trình đầu tiên sử dụng DNA và enzyme có thể chẩn đoán các dấu hiệu bệnh

🎓 Tài nguyên học tập

💬 Lời nhắn cho người học

{'encouragement': 'You are exploring a completely different way of computing - one where molecules, not microchips, process information. DNA computing shows us that computation is a fundamental property of nature, not just something humans invented with silicon.', 'reminder': 'Leonard Adleman solved a math problem with molecules in a test tube in 1994, and many thought it was just a curiosity. Today, Microsoft is building commercial DNA storage systems and molecular circuits can recognize cancer cells. Never underestimate the power of a new idea.', 'action': 'Start encoding! Type text and watch it transform into DNA sequences. Try the complement operation to see Watson-Crick base pairing in action. Every DNA computing pioneer started by understanding these basics.', 'dream': 'Perhaps a student in Mumbai will design DNA logic circuits that detect diseases before symptoms appear. Perhaps a young coder in Addis Ababa will create molecular algorithms that solve problems no silicon computer ever could. The molecular computing revolution belongs to everyone.', 'wiaVision': 'WIA Book believes that the future of computing belongs to all of humanity, not just those with access to expensive hardware. DNA computing proves that the most powerful computer in the universe might just be a molecule. From Seoul to Sao Paulo - this is free forever, in the spirit of Hongik-ingan.'}

Bắt đầu

Miễn phí, không cần đăng ký

Bắt đầu →