Mikä on Bio-Inspired Computing?

Biohenkinen tietojenkäsittely eli biologisesti inspiroitu tietojenkäsittely on tapa kehittää tietokonejärjestelmiä ottamalla ideoita biologisesta maailmasta. Päinvastainen on myös totta, koska tietotekniikkaa käytetään biologisten järjestelmien mallintamiseen ja tutkimiseen, ja nämä kaksi lähestymistapaa bio-innoittamana laskennassa voivat myös olla vuorovaikutuksessa. Luonnon innoittamat orgaaniset tietokonejärjestelmät voivat olla itsestään organisoivia verkkoja, jotka kykenevät mukautumaan. Bioinspiraatit käyttävät myös uutta lähestymistapaa tekoälyyn luomalla yksinkertaisia ​​järjestelmiä, jotka pystyvät kehittymään monimutkaisemmiksi. Riippumattomien agenttien populaatiot voivat muodostaa älykkyyden yhdessä toimimalla tavalla, joka muistuttaa mehiläisten tai muurahaisten käyttäytymistä, ja tätä simuloivat tietokonealgoritmit tunnetaan parviälykkyytenä.

Bio-inspiroidun tietojenkäsittelyn ala kokoaa yhteen tutkijoita monilta aloilta, kuten biologiasta, tietojenkäsittelytieteestä, fysiikasta, matematiikasta ja genetiikasta. Biologisilla järjestelmillä on monia etuja tietokonejärjestelmiin verrattuna, koska ne käyttävät paljon vähemmän energiaa, voivat selviytyä vikoista ja jopa parantaa. Monet luonnollisista prosesseista otettuja ideoita on sovellettu koneoppimiseen, mikä on johtanut tekoälyn uuteen kehitykseen. Itsenäisillä roboteilla, jotka kykenevät reagoimaan ja sopeutumaan ympäristöönsä, voi olla lukuisia etuja esimerkiksi sota-alueiden ja vaarallisten puhdistustöiden kaltaisilla alueilla. Monien pienten robottien populaatioita voitaisiin käyttää tehtävien, kuten sadonpölytyksen, suorittamiseen.

Kognitiivisen mallinnuksen alalla on sovellettu biohenkistä tietojenkäsittelyä kehittämällä aivojen hermotoimintaan perustuvia keinotekoisia hermoverkkojärjestelmiä. On kehitetty tietokonepiirejä, jotka kykenevät oppimaan, kehittymään ja työskentelemään ryhmänä. Itse järjestyvien langattomien yhteyksien avulla ne voivat luoda järjestelmän, joka sopii erinomaisesti monien monimutkaisten ongelmien mallintamiseen, jotka johtuvat monista yksinkertaisista tekijöistä. Koska sirut voivat konfiguroida itsensä uudelleen ja oppia, tämä poistaa tarpeen ladata ohjelmistoja ja toiminnot voivat edetä nopeammin. Tällaiset järjestelmät voisivat auttaa ymmärtämään ajatusten leviämistä väestön kautta tai luomaan aivotoimintamallin, joka muistuttaa todellisia biologisia prosesseja.

Luonnollista laskentaa tutkitaan DNA: n käytön avulla. Bioinformatiikan tutkimus viittaa siihen, että DNA -säikeitä voitaisiin käyttää tietojen tallentamiseen, salaisten viestien koodaamiseen tai jopa laskemiseen. DNA -molekyylit voivat myös koota itsensä hyödyllisiksi rakenteiksi.

Biologisia osia voitaisiin mahdollisesti suunnitella ja käyttää korvaamaan tietokoneiden sisällä olevat laitteistot, jotka toimivat kytkiminä, prosessoreina, ajastimina ja muina laitteina. Joitakin biologisia molekyylejä käytetään jo elektroniikassa. Voi olla jopa mahdollista ohjelmoida soluja kehon sisällä suorittamaan tehtäviä, kuten lääkkeiden eritystä.