Том Найт: Американдық синтетикалық биолог және компьютерлік инженер

Кіріспе

Американдық синтетикалық биолог Том Найт – американдық синтетикалық биолог және компьютерлік инженер, бұрын MIT Компьютерлік ғылым және жасанды интеллект зертханасының аға ғылыми қызметкері болған, бұл MIT Инженерлік мектебінің құрамындағы бөлім. Қазір ол 2008 жылы бірлесіп құрған синтетикалық биология компаниясы Ginkgo Bioworks-та жұмыс істейді.

Электр техникасы және компьютерлік ғылымдар саласындағы жұмыстар

Том Найт МТИ-ге он төрт жасында келді. Ол 18 жасында ғана бакалавриатқа оқуға түскенмен, университетке жақын тұрғандықтан жоғары мектепте компьютерлік бағдарламалау және органикалық химия сабақтарын оқыды. Ол ARPANET интерфейсін #6 хосты үшін желідегі алғашқы аппараттық құралдарды, алғашқы бит карталы дисплейлердің бірнешеуін, ITS уақыт бөлісу жүйесін, Lisp машиналарын (ол BSD лицензиясы бойынша Lisp машинасының операциялық жүйесінің нұсқасын шығаруда маңызды рөл атқарды), Connection Machine және параллельді символдық өңдеу компьютерлік жүйелерін құрды. 1967 жылы Найт ITS операциялық жүйесі үшін бастапқы ядроны, сондай-ақ оның жоғары деңгейдегі пайдаланушы интерфейсі ретінде қолданылған командалық процессор мен жөндеушінің үйлесімін жазды. ITS алғашқы Project MAC және кейіннен MIT Жасанды Интеллект Зертханасы мен MIT Компьютерлік Ғылым Зертханасы үшін басты операциялық жүйе болды. ITS PDP 6 және кейіннен PDP 10 компьютерлерінде жұмыс істеді. 1968 жылы Найт Боб Меткалфпен бірлесіп алғашқы PDP 10 ARPANET интерфейстерін жобалады және құрылысын қадағалады. Найт стандартты теледидарларды PDP 10-ға терминал интерфейсі ретінде пайдалану жүйесін жасады. 1972 жылы Найт жартылай өткізгіш жадқа негізделген алғашқы бит карталы дисплейлердің бірін жасады. Бұл кейіннен коммерцияландырылып, тікелей Bedford Computer Systems газеттік макет жүйесін дамытуға және бүгінгі таңда қолжетімді көптеген бит карталы дисплей құрылғыларына әсер етті. Сол жылы Джефф Рубинмен бірге Найт ARPANET арқылы алғашқы түсінікті қашықтан файлдарға қол жеткізуді қамтамасыз ететін желілік файл жүйесін жобалап, іске асырды. 1974 жылы Найт MIT Lisp Machine процессордың прототипін жобалап, іске қосты, ал 1976 жылы өндіріс үлгісі пайда болды. Lisp машинасы – басқа нұсқаулық жиынтықтарының жоғары өнімділікте эмуляциясына бағытталған микропрограммаланған машина. Lisp машинасының дизайны Symbolics және LMI компаниялары тікелей жүзеге асырып, олардың барлық компьютерлерінің негізі болды. Texas Instruments архитектурасының беткі орналасу және бір чиптік нұсқаларын 1983 және 1987 жылдары іске қосты. Найт Джек Холлоуэймен бірлесіп Chaosnet-ті жобалады және іске асырды, ол Xerox 3 Мбит/с Ethernet-тің жаңартылған нұсқасы болды. 1975 жылы бұл желі MIT кампусындағы алғашқы жергілікті желіге айналды. Chaosnet пакеттер үшін преамбулалық бит тізбегін енгізуі кейіннен 10 Мбит/с Ethernet стандартына қосылды. 1980 жылы Найт Connection Machine архитектурасын әзірлеуге және оның бастапқы іске асырылуына қатысты. 1980 жылдарығы басқа да маңызды және алуан түрлі жетістіктерге 1981 жылы алғашқы кремнийлі торшаны жасау, бір чипті оптикалық тышқанды жасау, Cross Omega өзара байланыс желісі архитектурасын жобалау және Transit көппроцессорлық өзара байланыс архитектурасын жобалау кірді. 1990 жылдардың басында Найт Permabit және Exa Corporation компанияларын құруға және соңғысының FX/1 решетті газды параллель сұйықтық ағыны компьютерінің бастапқы нұсқасының архитектурасына қатысты. Жетістіктерге решеткалық газды есептеуде 10 есе алгоритмдік жақсартулар жасау үшін артық релаксация әдістерін қолдану, CFD дәлдігін анықтау және екі өлшемді ағын жағдайларында сұйықтық турбуленттілігінің шығу тегі туралы қате түсініктерді түзету кірді. Жасанды Интеллект Зертханасында Abacus SIMD жобасын басқарды, VLSI микродисплейлерінде жұмыс істеді және адиабатикалық (қайта қалпына келтірілетін) есептеу саласында жетістіктерге жетті.

Tom Knight arrived at MIT when he was fourteen. Even though he only started his undergraduate studies at the regular age of 18, he took classes in computer programming and organic chemistry during high school because he lived close to the university. He built early hardware such as ARPANET interfaces for host #6 on the network, some of the first bitmapped displays, the ITS time sharing system, Lisp machines (he was also instrumental in releasing a version of the operating system for the Lisp machine under a BSD license), the Connection Machine, and parallel symbolic processing computer systems. In 1967 Knight wrote the original kernel for the ITS operating system, as well as the combination of command processor and debugger that was used as its top level user interface. ITS was the dominant operating system for first Project MAC and later the MIT Artificial Intelligence Laboratory and MIT Laboratory for Computer Science. ITS ran on PDP 6 and, later, PDP 10 computers. In 1968, Knight designed and supervised the construction of the first PDP 10 ARPANET interfaces with Bob Metcalfe. Knight developed a system to use standard television sets as a terminal interface to the PDP 10. In 1972, Knight designed one of the first semiconductor memory based bitmap displays. This was later commercialized and led directly to the development of the Bedford Computer Systems newspaper layout system and influenced many of the bitmapped display devices available today. That same year, along with Jeff Rubin, Knight designed and implemented a network file system that provided the first transparent remote file access over the ARPANET. In 1974, Knight designed and implemented the prototype version of the MIT Lisp Machine processor, with the production version following in 1976. The Lisp Machine was a microprogrammed machine, tuned for high performance emulation of other instruction sets. The design of the Lisp Machine was directly implemented by both Symbolics and LMI and was the basis of all of their computers. Texas Instruments implemented surface mount and single chip versions of the architecture in 1983 and 1987, respectively. Knight collaborated with Jack Holloway in designing and implementing the Chaosnet, a re engineered version of the Xerox 3 Mbit/s Ethernet. In 1975 this network became the first local area network on MIT's campus. Chaosnet's innovation of a preamble bit string for packets was eventually incorporated into the 10 Mbit/s Ethernet standard. In 1980, Knight participated in the development of the Connection Machine architecture and its original implementation. Other notable and diverse accomplishments during the 1980s included the creation of the first silicon retina in 1981, the creation of a single chip optical mouse, the design of the Cross Omega interconnection network architecture, and the design of the Transit multiprocessor interconnection architecture. During the early 1990s, Knight was involved in the formation of Permabit and of Exa Corporation and the architecture of the latter's initial version of its FX/1 lattice gas parallel fluid flow computer. Advances included using over relaxation techniques to make 10x algorithmic improvements in lattice gas computations, landmark CFD accuracies, and correction of misconceptions about the origin of fluid turbulence in simple two dimensional flow situations. Within the Artificial Intelligence Laboratory, he led the Abacus SIMD project, worked on VLSI micro displays, and made advances in the field of adiabatic (reversible) computing.

Синтетикалық биология саласындағы жұмыстар

Осы кезеңде Найттың биологиялық жүйелерге деген қызығушылығы оянды. Йель университетінің физигі және биологы Харольд Моровицтің жұмысынан шабыттанған Найт биохимия, генетика және жасушалық биологияны оқыды, сондай-ақ MIT AI зертханасы ішінде биология зертханасын құрды. Осы зертханада ол BioBrick плазмидтік ДНК бөлігінің идеясын жасады және Escherichia coli жасушаларының генетикалық инженериясын жеңілдетуге болатын BioBricks кітапханасын құруға кірісті. Бүгінде BioBricks жыл сайын өткізілетін iGEM (International Genetically Engineered Machine) халықаралық жарысының негізін құрайды. Найт сондай-ақ синтетикалық биология компаниясы Ginkgo Bioworks-ты іріктеуге қатысты.