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AMOEBAS能成为计算的未来吗研究发现单细胞生物可以进行某些复杂的计算

2022-04-28 来源:来宾机械信息网

AMOEBAS能成为计算的未来吗?研究发现单细胞生物可以进行(某些)复杂的计算

它是地球上最简单的生物之一。

但变形虫,一种主要由凝胶状原生质组成的单细胞生物,可能会更加智能化,并且永远改变计算。

研究人员发现他们拥有独特的计算能力,有朝一日可以与传统计算机竞争中国化工网okmart.com。

由庆应义塾大学的Masashi Aono领导的研究人员使用变形虫来解决一个被称为旅行推销员问题(TSP)的流行谜题。

这是一个优化问题,其目标是找到几个城市之间的最短路线,以便每个城市只访问一次,而起点和终点是相同的。

研究人员调整了这个问题,因此可以使身体变形的变形虫能够使用特殊设计的64英尺腿部芯片。

在实验中,每个“腿”代表推销员路线中的有序城市。

研究人员将变形虫放在芯片的中心,然后将芯片放在琼脂平板上。

变形虫被限制在芯片内,但仍然可以进入64个通道。

为了使其营养吸收最大化,变形虫试图在芯片内部膨胀以尽可能多地接触琼脂。

为了执行规则,研究人员使用变形虫不喜欢的光来阻挡某些路线或“腿”。

随着城市数量的增加,传统计算机解决它所需的时间由于大量可能的解决方案而呈指数级增长。

例如,对于四个城市,只有三条可能的路线。

但对于八个城市,可能的路线数量增加到2520个

研究人员发现变形虫可以在一段时间内找到几乎最佳的解决方案,随着城市数量从4个增加到8个,这种解决方案只能线性增长。

他们说,变形虫通过以恒定速率不断地将凝胶重新分布在其无定形体中来探索溶液空间,并且通过并行处理光学反馈而不是连续处理。

他们现在正在开发阿米巴的电子版本,复制其独特的问题解决方法。

研究人员说,这些结果可能会导致新型模拟计算机的发展,从而在线性时间内实现复杂优化问题的近似解。

“在我们用于解决n-city TSP的星状芯片中,当变形虫最终找到近似解决方案时,变形虫身体的总面积变为n,”Aono 告诉 Phys.org。

“似乎有一种'法则',变形虫供应其凝胶状资源,以不变的速率在非照明通道中扩展,例如,x。

“但是,变形虫如何维持近似解决方案的质量,即短路线长度的机制仍然是一个谜。”

研究人员还预计,通过制造更大的芯片,变形虫将能够解决数百个城市的TSP问题,尽管这需要数万个频道。

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