Новости

Амёбы решают задачи по оптимизации быстрее компьютера

Исследователи обнаружили, что у амёб есть уникальные вычислительные способности, которые могут однажды конкурировать с возможностями обычных компьютеров.

Группа учёных, возглавляемая Университетом Кэйо (Япония), использовала амёбу для решения популярной головоломки, известной как Задача коммивояжёра (Travelling salesman problem, TSP). Это задача комбинаторной оптимизации, цель которой состоит в том, чтобы найти кратчайший маршрут между несколькими городами, посетить каждый город ровно один раз, а затем вернуться в исходную точку. Исследователи адаптировали задачу так, чтобы амёба могла использовать специально разработанный чип с 64 каналами для ложноножек. В эксперименте каждый канал представляет город в маршруте коммивояжёра. Исследователи поместили амёбу в центр чипа, а сам чип — поверх агаризованной питательной пластины. Амёба находится внутри чипа, но может просачиваться по 64 каналам. Чтобы поглощать питательные вещества, амёба пытается расширяться внутри чипа, чтобы войти в контакт с большим количеством агар-агара.  Исследователи использовали свет, который не нравится амёбам, чтобы заблокировать определённые маршруты.

Время, которое необходимо традиционному компьютеру для решения задачи, по мере увеличения числа городов, увеличивается в геометрической прогрессии из-за большого количества возможных решений.  Учёные обнаружили, что амёба может найти оптимальные решения за время, которое растет только линейно. Амёба исследует пространство, непрерывно перераспределяя гель в своем аморфном теле с постоянной скоростью, а также обрабатывая оптическую обратную связь параллельно, а не последовательно. Сейчас специалисты пробуют разработать электронную версию амёбы, которая повторит её уникальный подход к решению задачи коммивояжёра. Результаты эксперимента могут привести к разработке новых аналоговых компьютеров, позволяющих эффективно решать сложные задачи оптимизации.

Фото и видео: Masashi Aono/Keio University

Читайте также
Научный перевод. Как спорить со сторонниками теорий заговора
Научный перевод. Как спорить со сторонниками теорий заговора
Как спорить с конспирологами? Не кричите на них и не смейтесь над ними.
Упавшее яблоко или плагиат: как Ньютон открыл закон всемирного тяготения
Упавшее яблоко или плагиат: как Ньютон открыл закон всемирного тяготения
Все тела во Вселенной притягиваются друг к другу. Вот почему вас так тянет к холодильнику!
Чем отличается «сухой» биолог от «мокрого»? Подборка научных мемов
Чем отличается «сухой» биолог от «мокрого»? Подборка научных мемов
Пифагор в ярости, домашнее животное тарантула, отличие «сухого» биолога от «мокрого»