Amöbe fand die Lösung von komplexen mathematischen Aufgaben schneller als Computer
Source:Amöbe — das einfache Wesen, das wir durchmachen in der Schule auf einer der ersten Lektionen der Biologie. Kaum jemand denkt амебу hochintelligente Tier ist, denn Sie hat nicht mal ein Nervensystem in der für uns gewohnten Sinne. Doch eine Gruppe von Wissenschaftlern der Keio Universität Tokyo nutzte diese Einzeller für die Lösung der mathematischen Rätsel. Und überraschend Amöbe zurechtgekommen mit Ihr schneller und effizienter als leistungsstarke Computer.
Ein Problem, das bevorstand, zu entscheiden, trägt den Titel «die Aufgabe комивояжера». Es ist wie folgt: stellen Sie sich vor, dass Sie Verkäufer, переезжающий von Stadt zu Stadt, verkauften Ihre waren. Sie müssen so effizient wie möglich, um so viel Geld zu verdienen, so wollen Sie den kürzesten Weg zu finden, die Ihnen erlauben, zu bekommen in jeder Stadt auf Ihrer Route. Es gibt keine mathematische Formel, um die effizienteste Route zu finden. Der einzige Weg, das Problem zu lösen — berechnet die Länge der einzelnen Routen und sehen, welches ist der kürzeste.
Aber das ist noch nicht alles: die Berechnung der Distanz wird umso schwieriger, je mehr Städte zu einer Route Hinzugefügt wird. Für 4 Städten gibt es nur 3 Wege. Aber für 6 Ihre bereits 360. Das macht «die Aufgabe eines Handlungsreisenden» eines der Probleme, die Wissenschaftler nennen «NP hard». Das ist das Problem der Komplexität steigt exponentiell auch wegen der leichten Anstieg der Kennzahlen. Der gleichen Art von Aufgaben gehört, zum Beispiel, durch Mining der kryptowährung, also finden Sie eine Lösung ganz entscheidend auf den heutigen Tag.
In seinem Werk japanische Wissenschaftler verwendeten амебу Physarum polycephalum, genauer gesagt — Ihr Schleim, den Sie spreizt als «Scout». Die Kreatur wurde in einer speziellen Kammer, in der es viele Kanäle. Am Ende eines jeden der Kanäle Forscher haben ein wenig Wasser. Wenn die Amöbe erhielt Wasser — in einem der benachbarten Kanäle GUS-Licht. Der Kanal in diesem Fall wurde Analog dem Weg in die Stadt von Aufgaben.
Wenn die Amöbe halten bis zum Wasser, dies wirkt sich auf die Wahrscheinlichkeit, dass das Licht erlischt in den Kanälen, die die folgenden Städte auf der Reiseroute. Je weiter Weg die Stadt, desto häufiger wird in seinem Kanal Licht zu verblassen. Es mag unglaublich erscheinen, aber die Einführung der neuen «Städte» nicht erhöht die Zeit, die Sie verbringen auf die Lösung des Problems und den Weg durch die Kanäle blieb immer der kürzeste. Im Gegensatz zu Computer, амебе nicht rechnen musste jeder eine bestimmte Strecke zu berechnen, die optimale. Stattdessen reagiert es auf veränderte Rahmenbedingungen und bestimmt die bestmögliche Bewegungsbahn.
«der Mechanismus, der Einfluss auf die Geschwindigkeit der Entscheidungsfindung Amöbe und die Art, wie Sie berechnet der kürzeste Weg ist immer noch ein Rätsel. Herauszufinden ist, können wir Wege finden, eine schnelle Lösung von komplexen Rechenaufgaben und auch die Verbesserung der Sicherheit.» — sagt der Hauptautor der Studie Masashi Аоно.
Noch mehr interessante und exklusive Materialien können Sie in unser Band in
Mehr:
Kann ich den Schutz vor HIV auf genebene
die Pest des XX Jahrhunderts weit verbreitet und in der XXI Jahrhunderts. aids ist seit langem anerkannt von vielen das eigentliche Problem der Menschheit, das muss man irgendwie lösen. Die Menschen bauen die Theorien, Woher es kam, und warum es notw...
Was ist denn mit den Tests auf den Coronavirus?
Heute viele Gates verteufelt, weil er beabsichtigte einen chipirovaniye von der Bevölkerung (aber wie?) und nebenbei aller Todsünden. Erzählen Sie, warum der US-Milliardär eigentlich ganz gut gemacht und nicht рептилоид egal, Wie beunruhigend es hat ...
Was ist der vierdimensionale Raum?
Simulation der Bewegung der Kamera im vierdimensionalen Raum. Darstellung der Welt in verschiedenen Dimensionen ändert sich die Art, wie wir wahrnehmen, alles um sich herum, einschließlich der Zeit und Raum. Denken Sie über den Unterschied zwischen z...
Verwandte News
Was kann man von der Wissenschaft im Jahr 2019?
die Zukunft Vorauszusagen — nicht leicht. Diese widmen sich eine ganze Disziplin. Ausgebildete Meteorologen stützen sich auf Daten, Trends suchen, beobachten das Verhalten von Menschen, die versuchen zu erraten, was als Nächstes p...
Wissenschaftler haben Supraleitung bei Rekord hohen Temperaturen
Noch aus der Schulzeit Physik wissen wir, dass ein elektrischer Strom durch die Leiter fließt, auf Widerstand. Aus diesem Grund viel Energie wird verschwendet, aber im Jahre 1911 Wissenschaftler bemerkten eine seltsame Eigenschaft...
Die kleinsten Teilchen. Wie Sie groß sind?
Aus was besteht auf grundlegenden, fundamentalen Ebene? Gibt es eine kleinste mögliche Stein oder eine Reihe von Bausteinen, aus denen Sie bauen buchstäblich alles in unserem Universum und die kann man nicht teilen noch etwas weni...
Globale Kohlendioxid-Emissionen zu schlagen Rekorde im Jahr 2018
es wird Erwartet, dass die globalen Kohlendioxid-Emissionen erreicht Rekordniveau im Jahr 2018, trotz der appelle der Klimaforscher und internationalen Organisationen, wie den Vereinten Nationen, zu reduzieren. Es wird davon ausge...
Wissenschaftler haben einen Weg gefunden, wie Kernfusion Energie zügeln
Eine der vielversprechendsten Richtungen in der Kernenergie ist die Art des Rektors, das heißt токамаком. Es nutzt sehr starke Magnetfelder, mit denen innerhalb der speziellen toroidalen Kammer (in Form von hohlen Brezel) aufgefan...
Was passiert mit dem Gehirn in der Schwerelosigkeit?
es ist Kein Geheimnis, dass die NASA взвалило eine übermäßige Aufgabe: senden Menschen zum mars in den 2030er Jahren. Warum Knochenarbeit? Weil genug zu verstehen, dass die übliche Reise dorthin dauert drei bis sechs Monate, und d...
Die Astronomen fanden die folgende «flackernden» Stern
In der Galaxie fand noch eine weitere seltsame Weise funkelnden Stern. Mit einem Teleskop in Chile haben Astronomen die Sterne, deren seltsame Flicker — Wechsel von hellen und trüben Licht — erinnert an den Stern von Tabby, die la...
Nukleare «Knötchen» helfen, enthüllen die Rätsel der Atome
Knotige Strukturen, sogenannte скирмионами, können Wissenschaftlern helfen, zu entwirren das Innenleben der Atomkerne. Скирмион — diese kleine Empörung in der Substanz, verdrehten Muster, ähnlich wie bei Fluse, die schwer zu entwi...
Мерзлая суперземля Barnards Stern umkreisen: was verbirgt unser «Nachbar»?
Jede Nacht, Fingersatz Sterne, nähern sich die Astronomen darüber, um zu wissen, wie unser Universum voll ist — oder zumindest unsere Galaxie. Ein Vierteljahrhundert, nachdem auf den Umlaufbahnen anderer Sterne entdeckt wurden die...
Wissenschaftler haben eine zweidimensionale elektronische Kagome Gitter
Wissenschaftler der University of Wollongong gemeinsam mit Kollegen von der Chinesischen Universität von Бейанг, Universität Нанкаи und des Instituts für Physik der chinesischen Akademie der Wissenschaften haben erfolgreich ein zw...
Der ehemalige Administrator der NASA: «Lunar Gateway — Architektur dumme»
in den letzten Wochen die offiziellen Vertreter der NASA versucht aktiv zu fördern vorgeschlagene «Gateway», die dazu dienen, die Rolle der Raumstation in der Umlaufbahn in der Nähe des Mondes. Die Agentur schlug vor, diesen Zwisc...
Chinesisch токамак Aufwärmen Plasma auf 100 Millionen Grad Celsius
Mit Hilfe von fortgeschrittenen experimentellen supraleitenden einem Tokamak (EAST), nennen die chinesischen «künstliche Sonne», Physik konnten heizen das Plasma auf 100 Millionen Grad Celsius (das ist 6 mal höher als die Temperat...
Das größte Rätsel des Universums: woraus besteht der Raum-Zeit?
«was getan wird Raum-Zeit?» fragt der Physiker Aron Wall von der Stanford Institut für theoretische Physik. In den letzten keine Physik anders versuchen zu begreifen, das Rätsel von Zeit und Raum, betrachten es nicht nur als leere...
Ein Computer-Algorithmus hat Sound Sonnenaufgang auf dem mars
Wissenschaftler gut kennen die mars — Eigenschaften, sein Aussehen. Aber das klingt viel schwieriger zu erkennen auf diesem roten Planeten und noch mehr hören. Wir haben einfach keine leistungsstarke Mikrofone, die hören das Rausc...
Der neunte Planet. Gibt es Sie wirklich? Es scheint, dass Nein
Unser Sonnensystem sein kann, den nächsten Teil des Universums zu uns, wenn man von der Erde, aber auch auf den Hinterhöfen viele überraschungen auf uns wartet. Es dauerte mehrere tausend Jahre, bevor wir erkannten, wie Planeten u...
Ob eine Reise zurück in die Zeit das Universum zu zerstören?
Alles, was wir geträumt in der Zeit zurückgehen. Bei allen gab es etwas, was man richtig machen, Fehler, die vermeidbar wären, das Leben, das gerettet werden konnte, oder einen Albtraum möchte ich razvidet. Es scheint, geh du in d...
«Star Big Bang Theory»: die geheimnisvolle Objekt, das vielleicht in unserer Galaxie
«Wenn wir richtig verstehen, können existieren Sterne mit geringer Masse, mit einer Zusammensetzung exklusiv von Big Bang Theory», sagt der Astrophysiker Kevin Шлауфман von der Johns Hopkins University. «Obwohl wir nicht gefunden,...
Warum nicht bauen eine Weltraum-Teleskop direkt auf dem Mond?
Wenn Sie wollen, um die Jungfrau, die reinsten Bilder unseres Universums, ist es am besten, die Erde zu verlassen. Hier, auf unserem Planeten, finden Sie eine ganze Reihe von verschiedenen Effekte, die verhindern, dass unsere Mögl...
Antigravitation — möglich? Die Wissenschaft verspricht es sehr bald herausfinden
Eine der erstaunlichsten Tatsachen in der Wissenschaft ist, wie universell die Gesetze der Natur. Jedes Teilchen gehorcht den gleichen Regeln, erleben die gleichen Kräfte, gibt es in den gleichen fundamentalen Konstanten, unabhäng...
«Bakterien Schrödinger»: das Wunder der Quanten-Biologie?
Quanten-Welt ist sehr seltsam. In der Theorie und in der Praxis bis zu einem gewissen Grad, die Grundsätze der Quanten-Welt benötigen, um ein Teilchen zur Verfügung gestellt werden konnte an zwei Orten gleichzeitig ist ein paradox...
Kommentare (0)
Dieser Artikel wurde noch kein Kommentar abgegeben, sei der erste!