Uniwersytet w Kioto bada możliwości obliczeniowe sieci środowiskowych.
Naukowcy z Uniwersytetu w Kioto zademonstrowali moc obliczeniową naturalnych ekosystemów, obliczając zbiorniki środowiskowe, sugerując związek między dużą różnorodnością biologiczną a wysoką mocą obliczeniową i prawdopodobnie prowadząc do powstania nowych typów komputerów i wglądu w dynamikę ekosystemów.
Gwałtowny rozwój sieci neuronowych i narzędzi sztucznej inteligencji do analizy danych został dobrze udokumentowany. Jednak potencjał przetwarzania informacji sieci występujących w naturalnych ekosystemach, taki jak relacje między gatunkami, pozostaje w dużej mierze niewykorzystany.
Niedawne badanie przeprowadzone na Uniwersytecie w Kioto rzuciło światło na możliwości obliczeniowe ekosystemów, zapewniając obiecującą drogę do szybkiego rozwoju technologii sztucznej inteligencji. Przeprowadzone symulacje potwierdziły, że sieci w ekosystemach, takie jak interakcje ofiara-drapieżnik, mają wydajne możliwości przetwarzania informacji i mogą być wykorzystywane jako zasoby obliczeniowe.
Nazwaliśmy to podejście Obliczanie zbiorników środowiskowychmówi główny autor z Kyoto University Masayuki Ushio.
Naukowcy opracowali dwa rodzaje obliczeń środowiskowych zbiorników jako dowód koncepcji, że sieci środowiskowe mają moc obliczeniową.
Jednym z typów jest podejście komputerowe tzw in silico Obliczanie zbiorników środowiskowych, który modeluje dynamikę wirtualnego ekosystemu i symuluje reakcję systemu. Drugi to tak zwany system eksperymentalny Obliczanie zbiorników ekologicznych w czasie rzeczywistymktóry wykorzystuje dynamikę populacji organizmu jednokomórkowego w czasie rzeczywistym Tetrahymena thermophila.
W drugim podejściu, aby potwierdzić moc obliczeniową naturalnego ekosystemu, zespół Ushio przygotował eksperymentalny projekt wykorzystujący Tetrahymena thermophila. Po wprowadzeniu wartości jako temperatury pożywki hodowlanej – lub danych wejściowych – zespół otrzymał numery komórek jako dane wyjściowe systemu. Badanie potwierdziło taką możliwość czterobłonowy Populacja może przewidywać środowiskowe szeregi czasowe w najbliższej przyszłości.
„Nasze wyniki sugerują również, że może istnieć związek między dużą różnorodnością biologiczną a wysoką mocą obliczeniową, co rzuca światło na nowe wartości nieznanej wcześniej różnorodności biologicznej” – dodaje Ushio, który jest obecnie głównym badaczem na Uniwersytecie Nauki w Hongkongu i Technologia.
„Bezpośredni związek między różnorodnością społeczności a zdolnościami obliczeniowymi może zwiększyć iloraz różnorodności biologicznej”.
Społeczności ekologiczne przetwarzają dużą ilość informacji w czasie rzeczywistym w naturalnym ekosystemie, w którym potencjał interakcji ekologicznych jako nowej metody obliczeniowej jest wykładniczo wysoki.
„Nasza nowa metoda obliczeniowa może doprowadzić do wynalezienia nowych typów komputerów. Ponadto, opracowując metodę pomiaru zdolności przetwarzania informacji w naturalnym ekosystemie, możemy znaleźć wskazówki, w jaki sposób utrzymywana jest dynamika ekosystemu” – podsumowuje Ushio.
Odniesienie: „Computational Ability for Environmental Dynamics”, Masayuki Ushio, Kazufumi Watanabe, Yasuhiro Fukuda, Yuji Tokudome, Kohei Nakajima 19 kwietnia 2023 r., Dostępne tutaj. Królewskie Towarzystwo Otwartej Nauki.
DOI: 10.1098/rsos.221614
„Całkowity miłośnik kawy. Miłośnik podróży. Muzyczny ninja. Bekonowy kujon. Beeraholik.”
More Stories
NASA relacjonuje wyjazd Dragona nauką ze stacji
Komórki mają szybki system podejmowania decyzji, który wykracza poza DNA
Niezwykle rzadkie połączenie dwóch form życia rodzi dramatyczne przewidywania ewolucyjne: „Nie zauważyliśmy tego”