BioWall - BioWall

BioWall

The BioWall je bioinspirovaný výpočetní povrch vyrobený z několika tisíc elektronických modulů, které lze považovat za umělé molekuly. Každý z těchto modulů obsahuje programovatelný elektronický obvod, a dotykový senzor a displej složený ze 64 LED diody (Diody vyzařující světlo). Výsledkem je, že každý modul umožňuje návštěvníkovi komunikovat s povrchem dotykem prstu, vypočítá jeho nový stav a okamžitě jej indikuje na barevném displeji.

Přehled

BioWall byl vyvinut v laboratoři logických systémů (LSL ) Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL ), Švýcarsko. Jeho stavbu sponzorovala Jacqueline Reuge, majitelka muzea Villa Reuge v Sainte-Croix (VD ). Byly realizovány dvě verze BioWall, ve kterých několik tisíc FPGA (Spartan XCS10XL z Xilinx ) tvoří jádro tolika modulů, které si lokálně vyměňují informace se svými nejbližšími sousedy. Interakce s FPGA se provádí přes dotykovou membránu a každý FPGA komunikuje svůj stav do 64 barevných VEDENÝ pole.

Hlavním cílem tohoto akademického projektu je studium hardwarové implementace biologicky inspirovaných konceptů, jako je sebeoprava, evoluce, autoreplikace, učení ... ve třech hlavních osách definovaných v modelu POEtic:

  • Fylogenetická osa (osa P), inspirovaná vývojem biologických druhů
  • Ontogenetická osa (osa O), inspirovaná vývojem a růstem mnohobuněčných organismů
  • Epigenetická osa (osa E), inspirovaná adaptací jednotlivců na životní prostředí

Mezi těmito třemi výzkumnými osami bylo hlavní úsilí LSL zaměřeno na ontogenetickou osu prostřednictvím projektu Embryonics, jehož cílem je čerpat inspiraci z vývoje mnohobuněčných živých organismů s cílem získat v digitální hardware některé z jejich původních funkcí, zejména růst a odolnost proti chybám.

BioWatch

BioWatch

Umělý organismus obdařený všemi rysy embryonální stroj byl implementován v BioWall. Hodinky BioWatch, které počítají hodiny, minuty a sekundy, se používají k demonstraci schopností BioWallu v růstu a opravách.

V návaznosti na tři úrovně složitosti definované v Embryonický projekt „Hodinky BioWatch byly navrženy hierarchicky: Na celé hodinky lze pohlížet jako na organismus složený ze šesti buněk, z nichž každá je věnována výpočtu jedné číslice: jednotek a desítek sekund, minut a hodin. Každá z těchto buněk je sama rozložena na menší identické jednotky, tj. Moduly BioWall, které lze považovat za základní molekuly ve skutečném organismu.

Vlastní oprava je možná zahrnutím náhradních molekul BioWatch; když dojde k poruše FPGA, tj. molekuly, jedna z náhradních molekul může převzít její funkčnost a umožňuje BioWatch stále zobrazovat správný čas. Když je celá buňka, počítající konkrétní číslici, přemožena vadnými molekulami, zemře, ale náhradní prostor se automaticky nakonfiguruje, aby převzal funkčnost mrtvé buňky a replikoval ji. Výsledkem je, že plné hodinky jsou pak schopné tolerovat velké množství poruch uvnitř svého hardwaru a přesto mohou stále zobrazovat správný čas.

Další aplikace

BioWall se skládá z řady malých, místně propojených prvků a ve výsledku je také ideální platformou pro prototyp mnoho různých druhů dvourozměrných buněčných systémů a biologicky inspirovaných systémů, jako jsou:

Ačkoli velikost a struktura BioWallu ukládá určitá omezení (např. Rychlost systému), jeho úplná programovatelnost poskytuje vynikající všestrannost a vizuální a interaktivní součást systému jsou neocenitelnými nástroji jak pro šíření nápadů, tak pro ověřování výzkumných konceptů, které se často omezují na softwarové simulace.

BioWall s 2 000 molekulami je nyní ve skupině Intelligent Systems Group, Department of Electronics, University of York (SPOJENÉ KRÁLOVSTVÍ). Další BioWall s 2 000 molekulami sídlí ve stálé expozici v Ecole polytechnique fédérale Lausanne (EPFL) a lze jej vidět živě v provozu s následujícími Webová kamera, od pondělí do pátku mezi 8:00 a 19:00 GMT + 1.

Bibliografie

externí odkazy