Computación Biológica. Pablo Baños López

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Concepción Jiménez Maestre
hace 8 años
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1 Computación Biológica Pablo Baños López

2 Definición Biological computing is the use of living organisms or their component parts to perform computing operations or operations associated with computing Algunos autores también consideran la computación meramente inspirada en la Biología como computación biológica.

associated with computing Algunos autores también consideran la

3 Características de la Computación Biológica Masivamente paralela Adaptativa Lenta Altamente interconectada Tolerante al ruido en el entorno y en sus componentes

4 Orígenes de la Computación Biológica Años 50, 60 y 70: Se aplican los principios de Darwin y Mendel en computación convencional Algoritmos Genéticos, Estrategias Evolutivas, Programación Genética,... Muestras de algunas de las características mencionadas

convencional Algoritmos Genéticos, Estrategias Evolutivas,

5 Redes Neuronales Artificiales Simulación del comportamiento del cerebro humano mediante una estructura compuesta de un número de unidades interconectadas (neuronas artificiales).

6 Redes Neuronales Artificiales Cada unidad posee una característica de entrada/salida e implementa una computación local o función. La salida de cualquier unidad esta determinada por su característica de entrada/salida, su interconexión con otras unidades, y (posiblemente) de sus entradas externas.

La salida de cualquier unidad esta determinada por su característica de

7 Redes Neuronales Artificiales Características de las RNA: Paralelismo Adaptatividad Aprendizaje Entrenamiento Interconexion Tolerancia a ruido

8 Redes Neuronales Artificiales Aplicadas en los siguientes campos: Reconocimiento de patrones Procesamiento de ímagenes para Visión artificial Reconocimiento de patrones de voz Segmentación de palabras Simulaciones Centrales de Energía Predicciones meteorológicas Prediciones financieras

artificial Reconocimiento de patrones de voz Segmentación de palabras

9 Líneas de trabajo en Computación Biológica Unión de organimos vivos con ordenadores convencionales Ordenadores ADN Desarrollo de células vivas con poder computacional

10 Unión de organismos vivos con ordenadores convencionales Se utilizan organismos vivos o estructuras de estos para realizar un cómputo.

11 Unión de organismos vivos con ordenadores convencionales 1999 Cientificos de Estados Unidos interconectan neuronas de sanguijuela para que realicen sumas. Según la actividad electrica cada neurona representa un numero

interconectan neuronas de sanguijuela para que

12 Ordenadores ADN Utilización de hebras de ADN para el computo de un problema combinacional de gran tamaño.

13 Ordenadores ADN Estructura de la molecula de ADN:

14 Ordenadores ADN Se codifican en secuencias de bases hidrogenadas los posibles valores de las variables y se combinan esas secuencias en hebras que representan soluciones. Para cada restriccion se crean sondas de ADN (hebras de ADN) a medida.

combinan esas secuencias en hebras que representan

15 Ordenadores ADN Para cada condición, en una cubeta de electrofóresis, se juntan las secuencias con la sonda y se descartan las que no se combinan con la sonda.

16 Ordenadores ADN Utilización de la técnica: 1994 Adleman resuelve el problema del viajante para 7 ciudades Unos meses después Lipton resuelve problemas mas grandes en menos tiempo que con un ordenador convencional 2002 Adleman resuelve un problema con más de 1 millon de alternativas y 24 restricciones

problemas mas grandes en menos tiempo que con un ordenador convencional

17 Ordenadores ADN Características: Trillones de reacciones químicas ocurren simultaneamente Cada paso del procedimiento es lento Alta posibilidad de errores en cada paso

18 Celulas vivas con poder computacional Creación de celulas con genes que les permiten realizar operaciones de computación. Los genes codifican proteinas que Cumplen una funcion fisiologica Inhabilitan o habilitan la expresión de uno o mas genes

19 Celulas vivas con poder computacional Ejemplos Flip flop celular Reloj celular

20 Celulas vivas con poder computacional Actualmente se trabaja en dotar a las celulas de diferentes funciones en base a las cuales programar. Cómputo intracelular Comunicación intercelular Una celula con estas herramientas podría reproducirse aumentando la potencia de cómputo.

21 Celulas vivas con poder computacional Futuras aplicaciones Esta tecnología supondra el puente hacia la Química Detección de contaminantes o toxinas Tratamiento genético de enfermedades como la anemia o la hemofilia. Creación de colonias facilmente configurables para la producción de distintos medicamentos, proteinas, etc en un reactor biológico.

22 Celulas vivas con poder computacional Pero no todo es tan fácil: Disciplina entre dos campos: investigadores no formados Diseño de las implementaciones de las diferentes funciones para que no se estorben Lentitud inherente a la celula Predicción de resultados difícil en algunos casos

23 Bibliografía j lo2.pdf j enadores_biologicos.html j ntrar/unica/solucion/correcta/millon/elpepisoc/ elpepisoc_6/tes/

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