Green Computing & DNA Computing

GREEN COMPUTING

Cikal bakal Green Computing dimulai pada tahun 1992. Saat itu US Environmental Protection Agency merelease program Energy Star, yaitu program promosi dan penghargaan bagi penerap efisiensi energi pada teknologi monitor, pengontrol iklim, dan teknologi lain. Istilah Green Computing muncul dengan booming-nya Energy Star ini, khususnya merujuk ke bagaimana kita bisa efisien dalam konsumsi energi pada penggunaan produk computing. Landasan pergerakannya adalah kebutuhan akan  economic viability (keberlangsungan hidup), social responsibility (tanggung jawab sosial) dan environmental impact (pengaruh lingkungan).

Para peneliti mengurai definisi Green Computing dengan sudut pandang yang sedikit berbeda. Kita bisa lihat dari beberapa di bawah:

·         How to use your computer more sustainably (Young Yi)

·         Information technology that is environmental friendly and energy efficient (Wachara Chantatub)

·         The study and practice of using computing resources efficiently (Rawan M. Al-Ghofaili)

·         Reduce the increasing amount of useless data/work (Jordi Torres)

Lima kata kunci yang muncul dari beberapa definisi diatas adalah, sustainability, environmental friendly, energi efficient, resource efficient dan reduce useless work. Ternyata Green Computing tidak hanya membahas tentang energy consumption, tapi juga bagaimana kita bisa menggunakan komputer plus berbagai tool dan konten dengan lebih efisien dan jelas manfaatnya.

Yang menarik bahwa laporan Gartner tentang 10 teknologi strategis tahun 2008 (10 most strategic technologies for 2008), menempatkan isu teknologi Green Computing di nomor urut pertama. Tentu kalau kita mau analisa lebih dalam, dari 10 teknologi tersebut, SOA dan Web 2.0 tetap mendominasi, meskipun terpecah di aspek misalnya Business Process Modeling, Metadata Management, Virtualization 2.0, Mashup & Composite Apps, Web Platform & WOA dan Social Software. Mungkin sedikit saya rangkumkan tentang laporan Gartner Group ini sebagai berikut:

Green IT: Fokus ke mengurangi konsumsi listrik, jumlah carbon footprint dan melakukan efisiensi energi dan kerja

    Unified Communications: Konsentrasi ke migrasi PBX ke VoIP

    Business Process Modeling: Era baru setelah UML, Use Case Diagram tidak mencukupi untuk menggambarkan business process yang lebih kompleks. Business Process Modeling Notation (BPMN) dan berbagai approach mulai bermunculan

    Metadata Management: Khususnya teknologi enterprise untuk manajemen data produk dan pelanggan. Bagian penting dari SOA.

    Virtualization 2.0: Ketika virtualisasi adalah utilisasi server dan implementasi aplikasi, virtualisasi 2.0 akan membantu kita mengarahkan kekuatan teknologi untuk proses otomasi yang lebih sempurna.

    Mashup & Composite Apps: Mashups and composite applications akan menghubungkan intranet korporasi bergaya Web 2.0 dengan internet publik. Diramalkan gartner akan mendominasi model pengembangan aplikasi enterprise mulai tahun 2010.

    Web Platform & WOA: Kombinasi dari Software as a service (SaaS) dan SOA akan menghasilkan Web Oriented Architecture (WOA). Kadang disebut juga dengan istilah cloud computing

    Computing Fabric: Ambil beberapa server blade, koneksikan semuanya dengan intelligent interconnect, dan tampilkan dalam bentuk single operating system image. Itulah “computing fabric“. Tren akan terus berkembang di era ke depan.

    Real World Web: Peralatan GPS yang semakin bervariasi dan built-in pada PDA, handphone dan iPhone akan membuat banyak perusahaan bisa memberikan layanan (aplikasi dan data) kepada kita sesuai dengan lokasi kita saat ini

    Social Software: Aplikasi social networking akan menuju ke enterprise dan internet korporasi.

TIPS GREEN COMPUTING

1. Green Computing on PC

·         Laptop hanya memerlukan 10% energi yang digunakan Desktop. Flat screen hanya menggunakan 30% energi yang digunakan oleh Monitor CRT

·         Coba upgrade RAM, sebelum memutuskan ganti komputer. Komputer lambat bisa karena kotornya registry atau ada background services yang berjalan padahal sebenarnya tidak kita perlukan. Cek dan matikan services yang sedang berjalan padahal tidak perlu itu. Misalnya untuk Windows jalankan Start > Run > type “msconfig”

·         Menggunakan PC dan printer dengan merk dan jenis sama memudahkan kanibalisme dan proses recycle

·         Matikan komputer ketika tidak digunakan (malam hari). Mematikan komputer akan mengurangi umur komputer adalah mitos yang salah

·         Screen saver is not energy saver. Pilih matikan monitor daripada menggunakan screen saver

·         Pilih virtualisasi daripada pembelian hardware baru (hemat 70% energi)

·         Pilih peripheral berlogo energy star

·         Catat bahwa mode power menentukan prosentase hemat energi (Sleep mode – hemat 70% energi, Standby mode – hemat 90% energi, Hibernate mode – hemat 98% energi)

·         Jangan cepat membuang PC, lakukan recycle atau donasi ke pihak lain apabila sudah tidak digunakan

2. Green Computing on Laptop

·         Gunakan power saving setting

·         Kurangi penggunaan backlight

·         Atur layar dan harddisk sleep/off setelah beberapa menit tanpa penggunaan

·         Matikan bluetooth dan wifi ketika tidak digunakan

·         Lepas kartu MMC, SD, USB Flash apabila tidak digunakan

·         Kecilkan volume suara dan kontras layar

·         Minimalisir penggunaan IrDA (infrared) atau serial communication, karena boros energi

·         Upgrade RAM sebelum ganti laptop

·         Jangan cepat membuang Laptop, lakukan recycle atau donasi ke pihak lain apabila sudah tidak digunakan

3. Green Computing on Paperless Method

Usahakan menggunakan paperless method untuk berbagai urusan kita karena itu mengurangi sampah carbon footprint. Apabila memungkinkan kembangkan dan terapkan Document Management System, Electronic Invoicing dan Electronic Business Process pada institusi kita.

4. Green Computing on Paperless Education

Hindari kertas, gunakan file elektronik or blog untuk pengumpulan laporan dan tugas. Lupakan cara konvensional, gunakan eLearning System untuk penyebaran modul ajar, forum diskusi dan assessment. Gunakan Chatting dan Social Networking untuk mendukung pembelajaran. Ingat bahwa chatting untuk pacaran or godain orang, are not Green Computing!

5. Green Computing on Paperless Branding and Marketing

Lupakan kartu nama, CV, koran dan majalah untuk personal brandingLakukan blogging untuk personal branding, marketing, bisnis bahkan influencing people. Manfaatkan google sebagai kurir dan salesman kita dalam marketing dan branding

Sumber           : http://romisatriawahono.net/2008/12/22/green-computing-untuk-orang-lugu/

DNA COMPUTING

DNA computing adalah suatu bentuk komputasi yang menggunakan DNA , biokimia dan biologi molekular , bukanberbasis silikon seperti konvensional komputer teknologi .  komputasi DNA  (atau lebih umum komputasi biomolekuler ) adalah mengalami pengembangan yang cepat di  wilayah lintas disiplin. Penelitian dan pembangunan ini menyangkut teori, eksperimen dan aplikasi komputasi DNA.

Bidang ini pada awalnya dikembangkan oleh Leonard Adleman dari Universitas Southern California , pada 1994 . Adleman menunjukkan bukti dari konsep penggunaan DNA sebagai bentuk perhitungan yang memecahkan tujuh-titik masalah jalan Hamilton . Sejak awal percobaan Adleman, kemajuan telah dibuat dan berbagai mesin Turing telah terbukti dibuat.

Pada tahun 2002, peneliti dari Weizmann Institute of Science di Rehovot, Israel, meluncurkan mesin komputasi molekul diprogram terdiri dari enzim dan molekul DNA, bukan microchip silikon.  Pada tanggal 28 April 2004, Ehud Shapiro , Yaakov Benenson, Binyamin Gil, Uri Ben-Dor, dan Rivka Adar di Institut Weizmann diumumkan dalam jurnal Nature bahwa mereka telah membuat komputer DNA digabungkan dengan modul input dan output yang secara teoritis akan mampu mendiagnosis kanker aktivitas dalam sel, dan melepaskan  obat anti kanker atas hasil diagnosis. 

Pada tahun 2009, sistem biocomputing yang digabungkan dengan chip silikon berbasis standar untuk pertama kalinya. Dalam penelitian ini, enzim yang didasarkan sistem logika OR-Reset/AND-Reset dicapai dengan menggunakan efek medan chip Silicon. kemajuan ini dapat menghasilkan potensi yang besar dalam bidang Biologi sintetik, dan Rekayasa Biomedis, karena menandai integrasi dan elektro-mekanik sistem biologi pada tingkat sub-seluler. 

Komputasi DNA pada dasarnya sama dengan dalam paralel komputasi  yang mengambil keuntungan dari berbagai molekul DNA untuk mencoba berbagai kemungkinan sekaligus. 

Komputasi DNA juga menawarkan konsumsi daya yang jauh lebih rendah dibandingkan komputer silikon tradisional. DNA menggunakan adenosin trifosfat (ATP) sebagai bahan bakar untuk memungkinkan ligasi atau sebagai alat untuk pemanasan untai yang menyebabkan pemisahan.  Untai hibridisasi dan hidrolisis tulang punggung DNA dapat terjadi secara spontan, didukung oleh energi potensial yang tersimpan dalam DNA.  Konsumsi dua molekul ATP membebaskan 1,5 x 10 -19 J.  Bahkan dengan sejumlah besar transisi per detik menggunakan dua molekul ATP, output daya masih rendah. Misalnya, laporan Kahan 109 transisi per detik dengan konsumsi energi 10 -10 W, [9] dan juga Shapiro dalam sistem laporannya  memproduksi 7,5 x 10 11  output dalam 4000 detik mengkonsumsi energi 10 -10 ~ W.

Untuk masalah khusus tertentu, komputer DNA yang lebih cepat dan lebih kecil dari komputer lain telah dibuat selama ini. perhitungan matematis tertentu telah dibuktikan untuk bekerja pada komputer DNA.Sebagai contoh, Aran Nayebi telah memberikan skala umum implementasi algoritma perkalian Strassen’s matrikspada komputer DNA.

            Tapi komputasi DNA tidak menyediakan kemampuan baru dari sudut pandang teori komputabilitas , penelitian yang masalah adalah komputasi dipecahkan dengan menggunakan model yang berbeda dari perhitungan.  Sebagai contoh, jika ruang yang diperlukan untuk pemecahan masalah tumbuh secara eksponensial dengan ukuran masalah ( EXPSPACE problems) pada mesin von Neumann , hal ini masih tumbuh secara eksponensial juga  dengan ukuran masalah pada komputer DNA.  Untuk masalah EXPSPACE sangat besar, jumlah DNA yang dibutuhkan terlalu besar untuk praktis. ( komputasi DNA , di sisi lain, tidak memberikan beberapa kemampuan baru yang menarik.)

Komputasi DNA overlaps dengan ( tetapi berbeda dari) DNA nanotechnology. Komputasi DNA  yang terbaru menggunakan kekhususan Watson-Crick basepairing dan sifat DNA lain untuk membuat struktur baru dari DNA. Struktur DNA nanotechnology  dapat digunakan untuk komputasi DNA, tapi DNA nanotechnology tidak harus untuk itu.  Selain itu, DNA komputasi dapat dilakukan tanpa menggunakan jenis molekul dimungkinkan oleh DNA nanoteknologi. 

Ada beberapa metode untuk membangun perangkat komputasi berdasarkan DNA, masing-masing mempunyai keuntungan dan kerugiannya. Sebagian besar membangun gerbang logika dasar ( DAN , ATAU , BUKAN ) yang berhubungan dengan logika digital dari dasar DNA. metode – metode itu sebagai berikut :

DNAzymes 

Catalytic DNA ( deoxyribozyme or DNAzyme)  mengkatalisis reaksi saat berinteraksi dengan input yang sesuai, seperti pencocokan oligonukleotida . DNAzymes ini digunakan untuk membangun gerbang logika analog dengan logika digital di silikon, namun DNAzymes terbatas pada 1 -, 2 -, dan 3-input tanpa implementasi saat ini untuk mengevaluasi laporan secara seri.

The DNAzyme logic gate changes its structure when it binds to a matching oligonucleotide and the fluorogenic substrate it is bonded to is cleaved free. The DNAzymegerbang logika merubah struktur ini ketika mengikatnya untuk mecocokan oligonukleotida  dan substrat fluorogenic yang terikat untuk dipotong bebas. Sementara bahan lain dapat digunakan, kebanyakan menggunakan model berbasis substrat fluoresensi karena sangat mudah untuk mendeteksi, bahkan pada batas molekul tunggal.  Jumlah fluoresensi kemudian dapat diukur untuk mengetahui adakah atau tidak reaksi terjadi .  The DNAzyme yang berubah kemudian “digunakan,” dan tidak dapat melakukan lagi apapun reaksi.  Karena itu, reaksi ini berlangsung di perangkat seperti tangki reaktor yang diaduk kontinu, di mana produk yang lama akan dihapus dan molekul baru ditambahkan.

Dua DNAzymes sering digunakan adalah bernama E6 dan 8-17. keduanya populer karena mengijinkan cleaving dari substrat di  lokasi  manapun yang berubah – ubah .  Stojanovic dan MacDonald telah menggunakan DNAzymes E6 untuk membangun mesin Maya I  dan Maya II. Stojanovic juga menunjukkan gerbang logika menggunakan DNAzyme 8-17.  Meskipun DNAzymes telah terbukti berguna untuk membangun gerbang logika, mereka dibatasi oleh kebutuhan untuk kofaktor logam untuk berfungsi, seperti Zn 2 + atau Mn 2 +, dan dengan demikian tidak berguna di vivo.

Desain yang disebut stem loop(terdiri dari untai tunggal DNA yang memiliki loop di akhir) merupakan struktur dinamis yang membuka dan menutup ketika sepotong rantai DNA ke bagian loop.  Efek ini telah dimanfaatkan untuk membuat beberapa gerbang logika . Gerbang logika ini telah digunakan untuk menciptakan komputer Maya I dan II Maya yang bisa memainkan tic-tac-toe sampai batas tertentu. 

Enzymes (Enzim) 

Enzim DNA berbasis komputer biasanya dari bentuk yang sederhana mesin Turing ,yang terdapat hardware analog(dalam bentuk enzim) dan perangkat lunak( dalam bentuk DNA.)

Shapiro menunjukkan komputer DNA menggunakan FokI enzim [10] dan diperluas pada pekerjaannya dengan kegunaan untuk menunjukkan automata yang mendiagnosa dan bereaksi terhadap kanker prostat : bawah ekspresi dari  gen PPAP2B dan GSTP1 dan diatas ekspresi PIM1 dan HPN.  automatanya mengevaluasi ekspresi gen masing-masing, satu gen pada satu waktu, dan pada diagnosis positif kemudian membuat sebuah molekul untaian DNA tunggal (ssDNA) yang merupakan antisense untuk MDM2 . MDM2 adalah represor dari protein 53.MDM2  adalah penekan tumor. Pada diagnosis negatif itu memutuskan untuk merilis obat penekan diagnosis positif, bukannya melakukan apa-apa. Sebuah batasan dari implementasi ini adalah bahwa dua automata terpisah diperlukan, satu untuk mengelola masing-masing obat. Seluruh proses evaluasi sampai pelepasan obat waktu sekitar satu jam untuk menyelesaikan.  Metode ini juga mengharuskan molekul transisi serta enzim FokI untuk hadir.  Persyaratan untuk aplikasi enzim batas FokI in vivo, setidaknya untuk digunakan dalam “sel organisme tingkat tinggi”. Hal ini juga harus menunjukkan bahwa ‘perangkat lunak’ molekul dapat digunakan kembali dalam kasus ini.

Toehold exchange ( pertukaran tumpuan ) 

DNA komputer juga telah dibangun dengan menggunakan konsep pertukaran tumpuan.  Dalam sistem ini, sebuah untai DNA masukan mengikat ke akhir pengikat( atau tumpuan), di lain molekul DNA, yang memungkinkan untuk menggantikan untai  segmen lain dari molekul. Hal ini memungkinkan pembuatan komponen modular logika seperti AND, OR, dan gerbang TIDAK dan penguat sinyal, yang bisa dihubungkan ke komputer. kelas komputer  DNA ini  tidak memerlukan enzim atau kemampuan kimia DNA. 

Algorithmic self-assembly ( algorithmic perakitan diri )  

DNA nanoteknologi telah diterapkan untuk bidang terkait komputasi DNA. ujung DNA dapat dirancang untuk mengandung ujung pengikat berganda dengan urutan dipilih sehingga mereka bertindak sebagai ujung Wang .  Sebuah array DX yang telah ditunjukkan dapat merakit mengkodekan suatu XOR operasi; ini memungkinkan array DNA untuk melaksanakan atomatic sel yang menghasilkan fraktal disebut Sierpinski gasket . Hal ini menunjukkan bahwa perhitungan dapat dimasukkan ke dalam perakitan array DNA, meningkatkan cakupan periodik di luar array sederhana.

Sumber : http://dislack.wordpress.com/dna-computing/