Un equipo científico internacional presentó una computadora que no funciona con chips ni electricidad, sino con bacterias vivas. El dispositivo, dado a conocer el 3 de noviembre por investigadores de la Universidad McGill de Montreal, resuelve problemas matemáticos complejos usando una fracción mínima de la memoria que demandaría un equipo electrónico tradicional. El trabajo, que llevó 20 años, también fue publicado en la revista Nature.

Del desarrollo participaron grupos de Canadá, Europa, el Reino Unido y Australia, en una iniciativa que cruza biología, informática e ingeniería. La apuesta de fondo es que ciertos cálculos que a las computadoras comunes les resultan esquivos pueden encararse con organismos vivos.

Por qué las bacterias y no los chips

El sistema emplea dos microorganismos con roles complementarios. La Escherichia coli se usa porque se desplaza por fluidos de forma predecible y medible. La Vibrio natriegens, en cambio, fue elegida por su velocidad de reproducción: cuanto más rápido se multiplica, más "unidades de procesamiento" aporta al sistema.

La lógica es distinta a la de una PC. Las computadoras electrónicas trabajan de manera secuencial, un paso después del otro. Las bacterias, en cambio, pueden recorrer muchos caminos al mismo tiempo. Esa exploración simultánea es la que permite resolver problemas grandes con pocos recursos.

"Las computadoras electrónicas, de tipo secuencial, no están pensadas ni diseñadas para resolver árboles de decisión", explicó Dan Nicolau, profesor de bioingeniería de McGill y autor principal del estudio. Según el investigador, cuando un equipo convencional encara ese tipo de problemas necesita grandes cantidades de memoria RAM.

Túneles diminutos y un problema que crece sin control

Para probar el sistema, el equipo recurrió al Problema de la Suma de Subconjuntos, un cálculo que se vuelve exponencialmente más difícil a medida que se suman datos. Con suficientes variables, una computadora tradicional podría tardar siglos o millones de años en encontrar la respuesta.

Los científicos tradujeron ese problema a un gráfico con todas las combinaciones posibles y lo convirtieron en una estructura física minúscula: una red de túneles con bifurcaciones. Cada cruce representa un punto de decisión y cada recorrido, una solución candidata. Dentro de esa red liberaron bacterias que se multiplican rápido y avanzan por distintos caminos a la vez.

El seguimiento se hizo con análisis automatizado de imágenes, que permitió identificar qué trayectos cumplían las condiciones del problema. Además, el equipo reguló la temperatura para evitar que las bacterias se amontonaran durante el desplazamiento.

El límite está en el tamaño

El proceso bacteriano es más lento que el digital, pero compensa esa desventaja con la exploración paralela de soluciones. La pregunta que surge es hasta dónde puede llegar. Consultado sobre si el sistema podría correr Doom, el clásico videojuego de 1993 que ya fue ejecutado en dispositivos insólitos, Nicolau respondió que probablemente sí, aunque con un obstáculo: el dispositivo tendría que ser gigantesco.

"Debería ser enorme", afirmó, porque la lentitud de los procesadores bacterianos obligaría a alojar una cantidad enorme de microorganismos para alcanzar la potencia necesaria.

El antecedente inmediato es que la biocomputación dejó de ser una especulación teórica. Con dos décadas de trabajo detrás, el equipo de McGill y sus socios internacionales ya tienen un prototipo que resuelve problemas reales, aunque por ahora a una escala que todavía está lejos del escritorio de cualquier usuario.