science >> Wetenschap >  >> anders

Algoritme geïnspireerd op het foerageren van slijmzwam

Krediet:CC0 Publiek Domein

De natuur heeft computerwetenschappers veel inspiratie gegeven bij het ontwikkelen van zoekalgoritmen en manieren om gecompliceerde problemen op te lossen met zo min mogelijk rekenkracht. mierenkolonies, bijenkorven, vleermuis jacht, en nu kan het foerageren van slijmzwammen worden gebruikt als modellen waarop een algoritme kan worden gebouwd.

Schrijven in de International Journal of Innovative Computing and Applications , Anthony Brabazon en Sean McGarraghy ​​van het University College Dublin, Dublin, Ierland, uitleggen hoe 99,5% van de levende wezens op aarde geen neuronen hebben en toch bewezen succesverhalen zijn ondanks wat we, als neuronale wezens, zou grillig als een tekortkoming kunnen worden opgevat. Een groep organismen die al miljoenen jaren redelijk succesvol is, zijn de zogenaamde slijmzwammen. De term is een informele naam voor verschillende groepen organismen die eigenlijk niets met elkaar te maken hebben. Het zijn geen mallen, het zijn eerder organismen die vrij kunnen leven als afzonderlijke cellen, maar onder bepaalde omstandigheden zullen ze communicerende aggregaten vormen die samenwerken alsof ze een meercellige reproductieve structuur zijn.

Het team legt uit dat de plasmodiale slijmzwam Physarum polycephalum, die zich vormt uit aggregaten van individuele amoeben, omhult zich in een dun membraan en kan fungeren als een enkel organisme. De onderzoekers leggen uit hoe "inspiratie is gehaald uit een deel van zijn foerageergedrag om algoritmen te ontwikkelen voor grafiekoptimalisatie." Ze rapporteren voorbeelden van de algoritmen die kunnen worden ontwikkeld en doen suggesties over hoe toekomstig onderzoek verder kan gaan om de voordelen te benutten en eventuele beperkingen te minimaliseren.

Natuurlijk, de slijmzwam zelf is, ondanks het gebrek aan neuronen, al die tijd berekeningen uitvoeren, chemische berekeningen, je zou kunnen zeggen. Dus, in zekere zin is het modelleren van zijn gedrag in een algoritme een uitstekende basis.

"Natuurlijk, " geeft het team toe, "Het is ook belangrijk op te merken dat de ontwikkelde algoritmen zeer vereenvoudigde weergaven zijn van (het niet goed begrepen) foerageergedrag in de echte wereld van P. polycephalum en andere slijmzwammen en ongetwijfeld zal toekomstig biologisch onderzoek naar deze organismen nieuwe wegen van onderzoek openen. "