Ameba znalazła rozwiązanie skomplikowanych problemów matematycznych szybciej komputera
Source:
Ameba — to proste stworzenie, które przechodzimy w szkole na jednej z pierwszych lekcji biologii. Mało kto uważa амебу intelektualnej osobnikiem, bo nie ma nawet układu nerwowego w znanym nam znaczeniu. Jednak grupa naukowców z Tokijskiego uniwersytetu Keio wykorzystała ten jednokomórkowy organizm do rozwiązania matematycznej zagadki. I zaskakująco ameba sobie z nią szybciej i skuteczniej, niż potężny komputer.
Problemem, który należało rozwiązać, nosi nazwę "zadanie комивояжера". Ona jest w następujący sposób: wyobraź sobie, że jesteś sprzedawcą, переезжающий z miasta do miasta, sprzedając swoje produkty. Trzeba być maksymalnie skuteczne, aby zarobić jak najwięcej pieniędzy, więc chcesz znaleźć najkrótszą drogę, która pozwoli ci dostać się do każdego miasta na trasie. Przy tym nie ma matematycznego wzoru, aby znaleźć najbardziej efektywną trasę. Jedynym sposobem, aby rozwiązać problem — oblicz długość każdej trasy i zobaczyć, który z nich jest najszybszy.
Ale i to jeszcze nie wszystko: obliczanie odległości staje się tym trudniejsze, im więcej miast jest dodawany do trasy. Dla 4 miast jest tylko 3 trasy. A oto dla 6 ich już 360. To sprawia, że "zadanie komiwojażera" jednym z problemów, który naukowcy nazywają «NP hard». To jest problem, których złożoność wzrasta wykładniczo wraz ze nawet z powodu niskiego wzrostu wskaźników. Do tego typu zadań należy, na przykład, wydobywanie monet, więc znalezienie ich rozwiązanie jest bardzo ważne na dziś.
W swojej pracy japońscy naukowcy wykorzystali амебу Physarum polycephalum, a dokładniej — jej śluz, który rozprzestrzenia się jako "zwiadowcy". Istota umieszczony w specjalnej celi, w której było wiele kanałów. Na końcu każdego z kanałów naukowcy umieścili trochę wody. Gdy ameba otrzymywała wodę — w jednym z sąsiednich kanałów gus światło. Kanał w tym przypadku był odpowiednikiem drodze do miasta z zadania.
Gdy ameba posiada do wody, to wpływa na prawdopodobieństwo tego, że światło zgaśnie w kanałach, które są następującymi miastami na trasie. Im dalej znajduje się miasto, tym częściej w jego kanale będzie gasnąć światła. Może się to wydawać niewiarygodne, ale dodawanie nowych "miast" nie wzrastał czas, który trzeba poświęcić na rozwiązanie zadania i sposób na kanałach zawsze był najkrótszy. W przeciwieństwie do komputera, амебе nie trzeba było liczyć konkretna odległość, aby obliczyć optymalną. Zamiast tego, ona reaguje na zmieniające się warunki i określa najlepszą możliwą trajektorię ruchu.
"Mechanizm, który wpływa na szybkość podejmowania decyzji амебой i to, jak ona oblicza najkrótszą drogę do tej pory pozostaje tajemnicą. Wiedząc to, możemy znaleźć sposoby szybkiego rozwiązywania złożonych zadań obliczeniowych i nawet poprawy systemu bezpieczeństwa." — mówi główny autor badania Масаши Аоно.
Jeszcze więcej ciekawych i ekskluzywnych materiałów można przeczytać w naszym wstążce w
Bardziej:
Co jest nie tak z testami na koronawirusy?
Dziś wielu opętanego Gatesa, oskarżając go o rozmyślne чипировании ludności (tylko jak?) i przy okazji wszystkich grzechów śmiertelnych. Opowiadamy, dlaczego amerykański miliarder naprawdę dobrze i wcale nie рептилоид Jak niepokojące jest to nie wyda...
Co to jest четырехмерное przestrzeń?
Symulacja ruchu kamery w четырехмерном przestrzeni. Widok świata w różnych wymiarach zmienia to, jak postrzegamy wszystko wokół, w tym czas i przestrzeń. Myśleć o różnicy między dwoma wymiarami i trzema miarami łatwo, ale co z czwartego? Ważne jest, ...
15 najlepszych cytatów Alberta Einsteina o nauce i życiu
Albert Einstein był synonimem słowa «Genialny». Dokładnie tak, z dużej litery. Nie bez powodu mówi się, że utalentowany człowiek utalentowany we wszystkich. Geniusz też można nazwać talentem, tak jak jest to unikalna cecha człowieka być mąd...
Nowości
Czego oczekiwać od nauki w 2019 roku?
Przewidzieć przyszłości — nie jest łatwe. Temu poświęcone są całe dyscypliny. Wyszkoleni prognostycy opierają się na dane, szukać trendy, obserwują zachowanie ludzi, starając się odgadnąć, co będzie dalej. Odnosi się to szczególni...
Naukowcy osiągnęli nadprzewodnictwa przy rekordowo wysokiej temperaturze
Jeszcze ze szkolnych lekcji fizyki wiemy, że prąd elektryczny płynący w przewodnikowi, spotyka się z oporem. Z tego powodu wiele energii poświęca na próżno, ale w 1911 roku naukowcy zauważyli dziwną cechą niektórych materiałów, do...
Najmniejsze cząstki. O ile są one podstawowym?
Z czego składa się na najbardziej podstawowym, podstawowym poziomie? Czy istnieje najmniejszy z możliwych cegła lub zestaw klocków, z których można zbudować dosłownie wszystko w naszym Wszechświecie i których nie można podzielić n...
Globalne emisje dwutlenku węgla pobiją rekordy w 2018 roku
Oczekuje się, że globalne emisje dwutlenku węgla osiągną rekordowy poziom w 2018 roku, nie zważając na apele naukowców-klimatologów i organizacji międzynarodowych, takich jak Organizacja Narodów Zjednoczonych, do redukcji. Zakłada...
Naukowcy znaleźli sposób, jak okiełznać energię termojądrowy
Jednym z najbardziej obiecujących kierunków w energetyce jądrowej jest typ rektora, który nazywa się токамаком. W nim są bardzo silne pola magnetyczne, które wewnątrz specjalnej struktury aparatu (w kształcie wydrążonego pączkami)...
Co się dzieje z mózgiem w stanie nieważkości?
nie jest tajemnicą, że NASA взвалило się niemożliwe zadanie: wysłać ludzi na Marsa do 2030 roku. Dlaczego niemożliwe? Bo wystarczy zrozumieć, że zwykła podróż tam trwa od trzech do sześciu miesięcy, a załoga będzie musiał zostać n...
Astronomowie odkryli kolejną "мерцающую" gwiazdę
W galaktyce znalazła się jeszcze jeden dziwny sposób musujące gwiazda. Za pomocą teleskopu w Chile, astronomowie odkryli gwiazdy, których dziwne migotanie — naprzemienne silnego i słabego światła — przypomina o gwieździe Pręgowany...
Jądrowe "guzki" pomogą odkryć zagadkę atomów
Bryłki struktury, zwane скирмионами, mogą pomóc naukowcom rozwikłać wewnętrzne funkcjonowanie jąder atomowych. Скирмион — to małe oburzenie w materii, skręcony wzór, podobny do guzek, który trudno rozwikłać. W latach 1960-tych, fi...
Zamrożone суперземля na orbicie gwiazdy Барнарда: co ukrywa nasz "sąsiad"?
Co noc, przebierając gwiazd, astronomowie zbliżają się do tego, aby dowiedzieć się, jak jest pełna nasz Wszechświat — lub, co najmniej, nasza galaktyka. W ćwierć wieku po tym, jak na orbitach innych gwiazd odkryto pierwsze egzopla...
Naukowcy stworzyli dwuwymiarową e-kratki kagome
Naukowcy z Uniwersytetu Вуллонгонга wspólnie z kolegami z Chińskiego uniwersytetu Бейанг, Uniwersytetu Нанкаи i Instytutu fizyki Akademii nauk w Chinach z powodzeniem stworzyli dwuwymiarową e-kratki kagome w elektrowni skalę z pot...
Były administrator NASA: "Księżycowy brama — głupia architektura"
w ostatnich tygodniach przedstawiciele NASA starali się aktywnie promować proponowany przez nich "Brama", który będzie służyć w roli stacji kosmicznej na odległej orbicie w pobliżu Księżyca. Agencja zaproponowała ten pośredni krok...
Chiński tokomak разогрел plazmę do 100 milionów stopni Celsjusza
Za pomocą pilota zaawansowanego сверхпроводящего токамака (EAST), który nazywany jest chińskim "sztucznym słońcem", fizycy mogli rozgrzać plazmę do 100 milionów stopni Celsjusza (co 6-krotnie wyższa od temperatury jądra naszej gwi...
Największa zagadka Wszechświata: z czego składa się przestrzeń-czas?
Z czego zrobione przestrzeń-czas?", zastanawia się fizyk Aaron Wall ze Stanford instytutu fizyki teoretycznej. W ciągu ostatnich nie ma fizyki na różne sposoby starają się zrozumieć zagadkę czasu i przestrzeni, traktując ją nie ty...
Komputerowy łódź odtworzył dźwięk świtu na Marsie
Naukowcy dobrze wiedzą Mars — w szczególności jego wygląd. Ale to brzmi o wiele trudniejsze do wykrycia na tej Czerwonej planecie, a już tym bardziej słuchać. U nas po prostu nie ma potężnych mikrofonów, które mogą usłyszeć szum w...
Dziewiąta planeta. Czy istnieje ona w rzeczywistości? Wygląda na to, że nie ma
Nasz układ Słoneczny może być najbliższej częścią Wszechświata do nas, patrząc z Ziemi, ale nawet na jej zapleczu czeka na nas wiele niespodzianek. Minęło kilka tysięcy lat, zanim zdaliśmy sobie sprawę, jak planety krążą wokół Sło...
Czy może podróż w czasie, aby zniszczyć Wszechświat?
Wszyscy marzyliśmy cofnąć się w czasie. U wszystkich było coś, co można było zrobić poprawnie, błąd, który można było zapobiec, życie, które można było uratować, lub koszmar, który chciałbym развидеть. Wydawałoby się, wracaj z pow...
"Gwiazda Wielkiego podrywu": tajemniczy obiekt, który może być w naszej galaktyce
"Jeśli prawidłowo rozumiemy, mogą istnieć gwiazdy z niską masą, ma skład wyłącznie z Wielkiego Wybuchu", mówi astrofizyk Kevin Шлауфман z Uniwersytetu Johna Hopkinsa. "Chociaż nie znaleźliśmy takiego obiektu w naszej galaktyce moż...
Dlaczego nie można zbudować kosmiczny teleskop bezpośrednio na Księżycu?
Jeśli chcesz uzyskać najbardziej dziewicze, najbardziej czyste zdjęcia naszego Wszechświata, najlepiej będzie opuścić Ziemię. Tutaj, na naszej planecie, można znaleźć całą masę różnego rodzaju efektów, które uniemożliwiają naszym ...
Antygrawitacja — jest możliwa? Nauka obiecuje dowiedzieć się to bardzo szybko
Jednym z najbardziej zaskakujących faktów w nauce jest to, na ile uniwersalne prawa natury. Każda cząstka podlega tym samym regułom, przeżywa te same siły, istnieje w tych samych podstawowych константах, niezależnie od tego, gdzie...
"Bakterie Schrödingera": cud biologii kwantowej?
Kwantowy świat jest bardzo dziwny. W teorii, i w praktyce, do pewnego stopnia, zasady kwantowego świata wymagają, aby cząstka mogła pojawiać się w dwóch miejscach jednocześnie — to paradoksalne zjawisko znane jako superpozycji — i...
Uwaga (0)
Ten artykuł nie ma komentarzy, bądź pierwszy!