Grupa naukowców z uniwersytetu Keio w Tokio postanowiła wykorzystać amebę do rozwiązania tzw. problemu komiwojażera, znanego zagadnienia z informatyki. Aby lepiej zrozumieć, na czym to w ogóle polega, wyobraźcie sobie, że jesteście handlowcami podróżującymi z miasta do miasta. Aby zarobić jak najwięcej pieniędzy potrzebna jest maksymalna wydajność, więc chcecie znaleźć najkrótszą drogę, która jednocześnie zmierza do każdego miasta na trasie. Jedynym sposobem rozwiązania problemu jest obliczenie długości każdej trasy i sprawdzenie, która z nich jest najkrótsza. Zadaniem zajęła się jednokomórkowa ameba. 

Wykonanie obliczeń staje się tym trudniejsze, im więcej miast jest dodawanych do trasy. W przypadku czterech miast należy rozważyć tylko trzy różne drogi. Ale w sześciu miastach trzeba obliczyć 360 różnych tras. Jeśli mamy więc trasę z co najmniej dziesięcioma miastami, liczba możliwych dróg wynosi miliony.

Rozwiązanie z Uniwersytetu Keio różni się od typowych algorytmicznych obliczeń opracowanych przez innych naukowców, ponieważ japońscy badacze użyli ameby. Physarum polycephalum to bardzo prosty organizm, który robi dwie rzeczy: porusza się w kierunku żywności i oddala się od światła. Miliony lat ewolucji sprawiły, że Physarum okazuje się wyjątkowo skuteczne w obu tych kwestiach. Naukowcy wykorzystali tę umiejętność, aby zbudować urządzenie do rozwiązania problemu komiwojażera. Ustawili amebę w specjalnej komorze wypełnionej kanałami, a na końcu każdego kanału umieścili odrobinę jedzenia. Instynktownie ameba próbowała dostać się do pokarmu. Kiedy jednak to robiła, światło w innych tunelach gasło.

Każdy kanał reprezentował miasto na teoretycznej trasie sprzedawcy, zachowując kolejność, w jakiej powinny być odwiedzane. Kiedy ameba wybierała któryś z tuneli, wpływało to na prawdopodobieństwo, że światło zgaśnie w kanałach reprezentujących kolejne miasta na trasie. Im dalej od tego miasta, tym częściej światło gasło w danym kanale. Może to wydawać się okrężnym sposobem obliczania rozwiązania problemu komiwojażera. W praktyce jednak ameba nie musi obliczać każdej pojedynczej ścieżki, jak to robi większość algorytmów komputerowych. Zamiast tego, organizm automatycznie reaguje na warunki i określa najlepsze możliwe rozwiązanie.

Dalsze postępy w tych badaniach mogą poprawić naszą zdolność rozwiązywania problemów obliczeniowych i zmienić sposób, w jaki podchodzimy do zagadnień związanych z bezpieczeństwem.

[Źródło: popularmechanics.com]

Czytaj też: Nanocząsteczki w walce z amebami jedzącymi mózg

Kolejny artykuł znajdziesz poniżej