Une puce microfluidique automatise les calculs à l'aide de l'ADN. Actualités de la bibliothèque technique gratuite

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La puce microfluidique automatise les calculs d'ADN

19.09.2021

Des scientifiques coréens de l'Université nationale d'Incheon (INU) ont créé ce qui, selon eux, remplacera un jour les processeurs électroniques : une puce microfluidique programmable (Microfluidic Processing Unit, MPU) qui utilise l'ADN plutôt que l'électronique pour effectuer des calculs.

Les calculs d'ADN ont traditionnellement nécessité le mélange laborieux de chaînes protéiques dans un tube de réaction. Le MPU, quant à lui, fait tout automatiquement et est contrôlé via un PC ou un smartphone traditionnel.

En fabriquant un prototype de processeur d'ADN à l'aide d'une imprimante 3D, les chercheurs ont pu démontrer son utilisation pour effectuer des opérations mathématiques complexes avec la logique booléenne. Pour ce faire, des matrices d'ADN simple brin ont été transformées en portes logiques qui se connectaient à l'ADN entrant et aux séquences complémentaires de Watson-Crick et produisaient de l'ADN sortant, dont la longueur donnait un résultat binaire vrai-faux.

La fonctionnalité du prototype MPU est limitée aux opérations logiques les plus élémentaires - AND, OR, XOR et NOT - mais l'équipe de l'INU est convaincue que ce n'est que le début. Selon ses prévisions, le MPU contribuera au développement d'unités logiques arithmétiques complexes et de circuits neuromorphiques.

"Nous avons fourni une preuve de concept pour le fonctionnement de base des portes logiques et du calcul de l'ADN via une puce MPU à base d'ADN, bien qu'avec des fonctionnalités limitées", a conclu l'INU dans son article dans la revue ACS Nano, ajoutant que leurs futures recherches se concentreront sur créer une plate-forme informatique intégrée pour les applications d'apprentissage en profondeur et de modélisation mathématique - avec des algorithmes d'ADN et des systèmes de stockage de données basés sur l'ADN.

L'INU n'est pas la seule organisation qui considère l'ADN comme la base potentielle d'une nouvelle révolution informatique. En 2016, Microsoft et l'Université de Washington ont fait la démonstration d'un stockage numérique basé sur l'ADN, stockant jusqu'à 200 Mo de données dans des brins d'ADN synthétique encapsulé. Comme Microsoft l'affirmait à l'époque, cette technologie permettrait de stocker des informations pendant 2000 10 ans à 18°C ou des millions d'années lorsqu'elles sont refroidies à -XNUMX°C.

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Teneur en alcool de la bière chaude 07.05.2024

La bière, en tant que l'une des boissons alcoolisées les plus courantes, a son propre goût unique, qui peut changer en fonction de la température de consommation. Une nouvelle étude menée par une équipe internationale de scientifiques a révélé que la température de la bière a un impact significatif sur la perception du goût alcoolisé. L'étude, dirigée par le spécialiste des matériaux Lei Jiang, a révélé qu'à différentes températures, les molécules d'éthanol et d'eau forment différents types d'amas, ce qui affecte la perception du goût de l'alcool. À basse température, des amas plus pyramidaux se forment, ce qui réduit le piquant du goût « éthanol » et rend la boisson moins alcoolisée. Au contraire, à mesure que la température augmente, les grappes ressemblent davantage à des chaînes, ce qui donne lieu à un goût alcoolique plus prononcé. Cela explique pourquoi le goût de certaines boissons alcoolisées, comme le baijiu, peut changer en fonction de la température. Les données obtenues ouvrent de nouvelles perspectives pour les fabricants de boissons, ...>>

Facteur de risque majeur de dépendance au jeu 07.05.2024

Les jeux informatiques deviennent une forme de divertissement de plus en plus populaire parmi les adolescents, mais le risque de dépendance aux jeux vidéo reste un problème important. Des scientifiques américains ont mené une étude pour déterminer les principaux facteurs contribuant à cette dépendance et proposer des recommandations pour sa prévention. Pendant six ans, 385 adolescents ont été suivis pour découvrir quels facteurs pouvaient les prédisposer à la dépendance au jeu. Les résultats ont montré que 90 % des participants à l’étude ne couraient aucun risque de dépendance, tandis que 10 % d’entre eux devenaient dépendants du jeu. Il s'est avéré que le facteur clé de l'apparition de la dépendance au jeu est un faible niveau de comportement prosocial. Les adolescents ayant un faible niveau de comportement prosocial ne manifestent pas d'intérêt pour l'aide et le soutien des autres, ce qui peut conduire à une perte de contact avec le monde réel et à une dépendance accrue à l'égard de la réalité virtuelle offerte par les jeux informatiques. Sur la base de ces résultats, les scientifiques ...>>

Le bruit de la circulation retarde la croissance des poussins 06.05.2024

Les sons qui nous entourent dans les villes modernes sont de plus en plus perçants. Cependant, peu de gens réfléchissent à l'impact de ce bruit sur le monde animal, en particulier sur des créatures aussi délicates que les poussins qui ne sont pas encore sortis de leurs œufs. Des recherches récentes mettent en lumière cette question, indiquant de graves conséquences sur leur développement et leur survie. Les scientifiques ont découvert que l’exposition des poussins à dos diamant zèbre au bruit de la circulation peut gravement perturber leur développement. Des expériences ont montré que la pollution sonore peut retarder considérablement leur éclosion et que les poussins qui émergent sont confrontés à un certain nombre de problèmes de santé. Les chercheurs ont également constaté que les effets négatifs de la pollution sonore s’étendent aux oiseaux adultes. Des chances réduites de reproduction et une fertilité réduite indiquent les effets à long terme du bruit de la circulation sur la faune. Les résultats de l'étude soulignent la nécessité ...>>

Enceinte sans fil Samsung Music Frame HW-LS60D 06.05.2024

Dans le monde de la technologie audio moderne, les fabricants s'efforcent non seulement d'obtenir une qualité sonore irréprochable, mais également de combiner fonctionnalité et esthétique. L'une des dernières avancées innovantes dans cette direction est le nouveau système de haut-parleurs sans fil Samsung Music Frame HW-LS60D, présenté lors de l'événement World of Samsung 2024. Le Samsung HW-LS60D est bien plus qu'un simple système de haut-parleurs, c'est l'art du son de type cadre. La combinaison d'un système à 6 haut-parleurs avec prise en charge Dolby Atmos et d'un cadre photo élégant fait de ce produit le complément parfait à tout intérieur. Le nouveau Samsung Music Frame est doté de technologies avancées, notamment Adaptive Audio qui offre des dialogues clairs à n'importe quel niveau de volume et une optimisation automatique de la pièce pour une reproduction audio riche. Avec la prise en charge des connexions Spotify, Tidal Hi-Fi et Bluetooth 5.2, ainsi que l'intégration d'un assistant intelligent, cette enceinte est prête à satisfaire votre ...>>

Une nouvelle façon de contrôler et de manipuler les signaux optiques 05.05.2024

Le monde moderne de la science et de la technologie se développe rapidement et chaque jour de nouvelles méthodes et technologies apparaissent qui nous ouvrent de nouvelles perspectives dans divers domaines. L'une de ces innovations est le développement par des scientifiques allemands d'une nouvelle façon de contrôler les signaux optiques, qui pourrait conduire à des progrès significatifs dans le domaine de la photonique. Des recherches récentes ont permis à des scientifiques allemands de créer une lame d'onde accordable à l'intérieur d'un guide d'ondes en silice fondue. Cette méthode, basée sur l'utilisation d'une couche de cristaux liquides, permet de modifier efficacement la polarisation de la lumière traversant un guide d'ondes. Cette avancée technologique ouvre de nouvelles perspectives pour le développement de dispositifs photoniques compacts et efficaces, capables de traiter de gros volumes de données. Le contrôle électro-optique de la polarisation assuré par la nouvelle méthode pourrait constituer la base d'une nouvelle classe de dispositifs photoniques intégrés. Cela ouvre de grandes opportunités pour ...>>

Nouvelles aléatoires de l'Archive

Vulnérabilité des périphériques USB 09.08.2014

Des experts allemands ont découvert une vulnérabilité fondamentale dans tous les périphériques USB. Lorsqu'un appareil est infecté, l'utilisateur devra simplement le jeter, puisque le code malveillant se trouvera directement dans la puce responsable de son fonctionnement. Aucun antivirus ne peut atteindre ce contrôleur.

N'importe quel périphérique USB peut devenir l'outil d'un hacker : une souris, une clé USB, un clavier, un disque dur externe ou encore un smartphone connecté via une interface USB. Ceci est mis en garde par Jakob Lell et Karsten Nohl, experts du cabinet de conseil allemand Security Research Labs.

Selon les experts, chaque périphérique USB comprend une puce - un contrôleur d'interface - qui peut être facilement reflashée. Aucune protection ne peut empêcher cette action.

Après avoir flashé le contrôleur USB, un attaquant peut, par exemple, émuler un clavier USB, puis entrer des commandes au nom de l'utilisateur et installer un logiciel malveillant, pénétrer la carte réseau afin de modifier le DNS afin que tout le trafic Internet transite par le pirate. noeud, ou lancer un virus dans le système d'exploitation juste pendant le démarrage du PC (à condition que l'appareil compromis y soit connecté à ce moment-là).

"À ce jour, nous n'avons pas d'informations sur les méthodes efficaces de protection contre de telles attaques", - disent Lel et Nol. L'antivirus installé sur le PC ne saura jamais que le firmware du contrôleur a été modifié, car il n'a tout simplement pas accès à cette puce. Les pare-feu qui pourraient bloquer les périphériques USB d'une certaine classe n'existent pas encore. Et même les technologies d'analyse comportementale ne sont pas adaptées dans un tel cas, puisque l'émulation d'un autre appareil ne sera perçue que comme un changement d'appareil par l'utilisateur lui-même.

Les experts pensent que si le système est infecté de cette manière, le problème sera très difficile à résoudre. Même la réinstallation du système d'exploitation n'aidera pas à se débarrasser des virus, car ils se trouveront à l'intérieur des contrôleurs et non sur le disque dur avec les fichiers système. Le virus peut également infecter d'autres appareils connectés au PC via USB, comme une webcam ou un système de haut-parleurs.

"Après qu'un PC est infecté, tous les périphériques qui y sont connectés via une interface USB ne sont jamais dignes de confiance", concluent les experts.

Lors de la conférence Black Hat, qui se tiendra à Las Vegas (États-Unis), les chercheurs prévoient de présenter un rapport sur le nouveau type de vulnérabilité découvert.

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