Biologický výpočet - Biological computation - Wikipedia

Tento článek je o analýze výpočtu v přírodních organismech. Pro počítače složené z biomolekul viz Biologické výpočty. Výpočet inspirovaný biologií viz Bioinspirované výpočty. Analýza dat a matematické modelování v biologii viz Výpočetní biologie.

Koncept biologický výpočet navrhuje tento život organismy provádět výpočty, a to jako takové, abstraktní myšlenky o informace a výpočet může být klíčem k porozumění biologii,[1] [2]Jako pole může biologický výpočet zahrnovat studium biologie systémů výpočty prováděné uživatelem biota[3][4][5][6][7] design algoritmy inspirovaný výpočetními metodami bioty,[8] the design a inženýrství vyrobených výpočetních zařízení pomocí syntetická biologie komponenty[9][10] a počítačové metody pro analýzu biologických dat,[11] jinde volal výpočetní biologie nebo bioinformatika.

Podle Dominique Chu, Michail Prokopenko a J. Christian J. Ray, "nejdůležitější třída přírodní počítače najdete v biologické systémy které provádějí výpočet na více úrovních. Z molekulárních a buněčných zpracování informací sítě do ekologie, ekonomiky a mozky, život počítá. Přes všudypřítomnou dohodu o této skutečnosti sahající až k von Neumannovy automaty a McCulloch – Pittsovy neurální sítě, zatím nám chybí zásady, abychom důsledně chápali, jak se výpočet provádí v živé nebo aktivní hmotě “.[12]

Logické obvody lze stavět pomocí slizové formy.[13] Distribuované systémy experimenty je používaly k aproximaci dálničních grafů.[14] Slizová forma Physarum polycephalum je schopen vyřešit Problém obchodního cestujícího, kombinatorický test s exponenciálně rostoucí složitostí, v lineární čas.[15] Houby jako např Basidiomycetes lze také použít k vytvoření logických obvodů. V navrhovaném fungálním počítači jsou informace reprezentovány hroty elektrické aktivity, výpočet je implementován v a mycelium síť a rozhraní se realizuje prostřednictvím ovocných těl.[16]

Viz také

Reference

  1. ^ Mitchell M (2010-09-21). „Biologický výpočet“. Publikace a prezentace fakulty výpočetní techniky.
  2. ^ Didales, K. (2006) Živé počítače - inteligentní plastové stroje.
  3. ^ Didales K (2007). „Bytí - naše nové chápání smyslu života“.
  4. ^ Bray D (2009). Wetware: počítač v každé živé buňce. New Haven: Yale University Press. ISBN  978-0-300-14173-3.
  5. ^ Mitchell M (2010). „Biologický výpočet“ (PDF). Archivovány od originál (PDF) dne 23. 10. 2013.
  6. ^ „Informace a entropie v biologických systémech“. Workshop NIMBios. 2015.
  7. ^ Dean C (2019). „Jak rostliny rozpoznávají roční období pomocí molekulární paměti“. Královská instituce.
  8. ^ Lamm E, Unger R (2011). Biologický výpočet. Chapman and Hall / CRC.
  9. ^ Biological Computation Group ve společnosti MIT - Psrg.csail.mit.edu „Archivovaná kopie“. Archivovány od originál dne 30. 10. 2013. Citováno 2013-10-23.CS1 maint: archivovaná kopie jako titul (odkaz)
  10. ^ Regot S, Macia J, Conde N, Furukawa K, Kjellén J, Peeters T a kol. (Leden 2011). "Distribuovaný biologický výpočet s mnohobuněčnými inženýrskými sítěmi". Příroda. 469 (7329): 207–11. Bibcode:2011Natur.469..207R. doi:10.1038 / nature09679. PMID  21150900.
  11. ^ „Biologický výpočet“. Microsoft Research.
  12. ^ Chu D, Prokopenko M, Ray JC (06.12.2018). "Výpočet přirozenými systémy". Zaměření rozhraní. 8 (6): 20180058. doi:10.1098 / rsfs.2018.0058. PMC  6227810.
  13. ^ „Výpočet pomocí slizu: Logické obvody postavené na živých slizových formách“. ScienceDaily. Citováno 2019-12-06.
  14. ^ Adamatzky A, Akl S, Alonso-Sanz R, Van Dessel W, Ibrahim Z, Ilachinski A a kol. (2013-06-01). „Jsou dálnice racionální z pohledu slizovce?“. International Journal of Parallel, Emergent and Distributed Systems. 28 (3): 230–248. arXiv:1203.2851. doi:10.1080/17445760.2012.685884. ISSN  1744-5760.
  15. ^ "Slizová forma dokáže vyřešit lineárně časově komplikované problémy | Biologie, informatika | Sci-News.com". Nejnovější vědecké zprávy Sci-News.com. Citováno 2019-12-06.
  16. ^ Adamatzky A (prosinec 2018). „Směrem k houbovému počítači“. Zaměření rozhraní. 8 (6): 20180029. doi:10.1098 / rsfs.2018.0029. PMC  6227805. PMID  30443330.