Ошибка!

Показать Ошибка!

Забыли пароль?

Ошибка!

Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Забыли пароль? Напишите ваш email и мы отправим письмо с инструкциями.

Ошибка!

Обратно

Закрыть

Амёба намекает на решение самой большой проблемы в информатике

Амёба намекает на решение самой большой проблемы в информатике
Одна маленькая амёба нашла решение задачи коммивояжера быстрее лучших алгоритмов. Что она знает такого, что не знаем мы?


Группа исследователей из токийского университета Кейо решила использовать амёбу для решения задачи коммивояжера, известной проблемы в области компьютерных наук. Задача выглядит так: представьте, что вы - коммивояжер, летающий из города в город и продающий свои товары. Вы стремитесь максимально повысить свою эффективность, чтобы заработать как можно больше денег, поэтому хотите найти кратчайший путь, который позволит вам добраться до каждого города на маршруте.
Нет простой математической формулы, чтобы найти наиболее эффективный маршрут для нашего продавца. Вместо этого, единственный способ решить проблему - это рассчитать длину каждого маршрута и посмотреть, какой из них самый короткий.
Что еще хуже, выполнение этого вычисления становится экспоненциально сложнее с увеличением количества городов на маршруте. С 4 городами есть только 3 разных маршрута для рассмотрения. Но с 6 городами появляется 360 различных маршрутов, которые необходимо рассчитать. Если у вас есть маршрут с 10 или более городами, количество возможных маршрутов исчисляется миллионами.
Это делает задачу коммивояжера одной из широкого класса проблем, которые компьютерные ученые называют «классом сложности NP». Это проблемы, которые экспоненциально усложняются очень быстро, что также включает проблемы, связанные со взломом зашифрованных систем и майнингом криптовалют. По вполне понятным причинам многие люди заинтересованы в поиске путей решения этих проблем как можно быстрее.
Решение Университета Кейо отличается от типичных алгоритмических решений, разработанных другими исследователями, потому что ученые использовали амёбу Physarum polycephalum. Physarum polycephalum – это слизь, очень простой организм, который делает две вещи: движется к еде и уходит от света. Миллионы лет эволюции сделали Physarum аномально эффективным в этих задачах.
Исследователи использовали эту эффективность для создания устройства для решения задачи коммивояжера. Они поместили амёбу в специальную камеру, заполненную каналами, и в конце каждого канала поместили немного еды. Инстинктивно амеба протягивает усики в каналы, чтобы попытаться получить еду. Однако, когда это происходит, она выключает свет в других каналах.


В данном случае каждый канал представляет город на маршруте нашего гипотетического продавца вместе с порядком посещения этого города. Когда амёба распространяется в канал, представляющий город, это влияет на вероятность того, что свет погаснет в каналах, представляющих следующие города на маршруте. Чем дальше находится этот город, тем чаще свет гаснет в этом канале.
Это может показаться окольным способом вычисления решения задачи коммивояжера, но преимущество заключается в том, что амёбе не нужно рассчитывать каждый отдельный путь, как это делают большинство компьютерных алгоритмов. Вместо этого амёба просто пассивно реагирует на условия, и сама находит наилучшее возможное решение. Это означает, что добавление новых городов для амёбы не увеличивает время, необходимое для решения проблемы.
Таким образом, амёба может решить NP-сложную задачу быстрее, чем любой из наших компьютерных алгоритмов. Как это произошло? Ученые из Кейо точно не уверены.
«Механизм, с помощью которого амёба поддерживает качество приближенного решения, то есть короткую длину маршрута, остается загадкой», - говорит ведущий автор исследования Масаси Аоно.
Но если исследователи смогут понять, как работает амёба, они смогут использовать этот прием не только для помощи коммивояжерам. Это может ускорить нашу способность решать всевозможные сложные вычислительные задачи и изменить подход к безопасности.
Эта маленькая амёба может навсегда изменить облик компьютеров.

Комментарии:

Еще нет комментариев, станьте первым коментатором!
Войдите на зайт или зарегистрируйтесь, чтобы оставлять комментарии!
1
Candela представила окончательный дизайн парома

Candela представила окончательный дизайн парома

В прошлом году шведский производитель электрических лодок Candela объявил о планах по запуску пассажирского парома P-30. На завершающей стадии проектирования судно было переименовано в P-12 Shuttle и спустился на воду как катамаран на подводных крыльях.

Переименование парома отражает переход компании от обозначения пассажировместимости к длине лодки, то есть прошлогоднее водное такси P-12 теперь превратилось в P-8 Voyager. Ключевые характеристики мало изменились с прошлого года: паром на подводных крыльях вмещает до 30 сидячих пассажиров (плюс капитан) — хотя судно теперь является катамараном, «чтобы сделать его как можно шире, и получить крыло ...
24.06.22 08:30
0
0
Curiosity запечатлел потрясающие виды меняющегося ландшафта Марса

Curiosity запечатлел потрясающие виды меняющегося ландшафта Марса

В течение прошлого года марсоход НАСА Curiosity путешествовал по переходной зоне из области, богатой глиной, в область, заполненную соленым минералом - сульфатом. Пока научная группа нацелилась на богатую глиной и насыщенную сульфатами область в поисках доказательств водного прошлого Марса, каждая из которых может предложить, переходная зона также оказалась интересной с научной точки зрения.

Этот переход может свидетельствовать о серьезном изменении климата Марса миллиарды лет назад, которое ученые только начинают понимать. Глинистые минералы образовались, когда озера и ручьи текли через кратер Гейла, откладывая отложения на том месте, которое сейчас является основанием горы Шарп, высотой 5 километров, к предгорьям которой Curiosity поднимается с 2014 года. На горе в переходной зоне ...
23.06.22 09:52
0
0
Ученые определили возможный источник «красной шапки» Харона

Ученые определили возможный источник «красной шапки» Харона

Ученые объединили данные миссии НАСА «Новые горизонты» с новыми лабораторными экспериментами и моделированием экзосферы, чтобы выявить вероятный состав красной шапки на спутнике Плутона Хароне и то, как она могла образоваться.

Это первое в истории описание динамической метановой атмосферы Харона с использованием новых экспериментальных данных дает захватывающий взгляд на происхождение красного пятна на луне. «До «Новых горизонтов» лучшие изображения Плутона с телескопа Хаббл показывали только нечеткое пятно отраженного света», — сказал Рэнди Гладстон из Юго-Западного исследовательского института, член научной группы «Н...
22.06.22 06:43
0
1
НАСА впервые заправляет ракету SLS во время репетиции

НАСА впервые заправляет ракету SLS во время репетиции

НАСА впервые заправило огромную лунную ракету в понедельник и провело критическое испытание обратного отсчета, несмотря на утечку в топливопроводе.

Это была четвертая попытка НАСА на генеральной репетиции, последняя важная часть перед долгожданным запуском лунной ракеты. Предыдущие попытки в апреле были сорваны из-за утечки топлива, а также заклинивших клапанов и других технических проблем. Еще одна утечка — на этот раз во внешнем топливном трубопроводе — почти прервала испытания в понедельник в Космическом центре Кеннеди. Но НАСА все равно ...
21.06.22 08:50
0
1
Оптический чип обрабатывает почти 2 миллиарда изображений в секунду

Оптический чип обрабатывает почти 2 миллиарда изображений в секунду

Исследователи разработали новый мощный оптический чип, способный обрабатывать почти 2 миллиарда изображений в секунду. Устройство состоит из нейронной сети, которая показывает, как свет, не нуждаясь в компонентах, замедляющих работу побочных эффектов компьютерных микросхем.

В основе нового чипа лежит нейронная сеть - система, моделирующая то, как мозговая информация. Эти сети происходят из узлов, которые соединяются друг с другом с появлением нейронов, и они даже «обучаются» органическому мозгу, занимаясь набором данных, например, распознавание объектов на изображениях или словах в речи. Со временем они намного лучше справляются с задачами. Но вместо электрических с...
08.06.22 07:10
0
2
Самые быстрые логические вентили могут сделать компьютеры в миллион раз быстрее

Самые быстрые логические вентили могут сделать компьютеры в миллион раз быстрее

Логические вентили - это фундаментальные строительные блоки компьютеров, и исследователи из Университета Рочестера разработали самые быстрые из созданных.

Уничтожая графен и золото лазерными импульсами, новые логические вентили работают в миллион раз быстрее, чем в существующих компьютерах, демонстрируя жизнеспособность «световолновой электроники». Логические элементы принимают два входа, сравнивают их, а затем выводят сигнал на основе результата. Например, они могут выводить 1, если оба входящих сигнала равны 1 или 0, или если один из них или ни о...
14.05.22 10:42
0
16
Скачать новые моды на Майнкрафт ПЕ на андроид

Скачать новые моды на Майнкрафт ПЕ на андроид

Скачивайте новые моды на Майнкрафт ПЕ для Андроид и разнообразьте ваш игровой процесс дополнительными мобами и блоками!

Скачивайте новые моды на Майнкрафт ПЕ для Андроид и разнообразьте ваш игровой процесс дополнительными мобами и блоками! Новые моды для Майнкрафт 2022 Мы отобрали топовые модификации и хотим вам показать самые новые моды для Minecraft PE 2022 года. Эндернит Если вам надоели текущие ресурсы и вам хочется чего-то нового, то этот аддон придет к вам на помощь. Мод добавляет в Майнкрафт ПЕ 2022 го...
27.12.21 15:11
0
4
Преимущества онлайн-записи на прием для WordPress

Преимущества онлайн-записи на прием для WordPress

Booknetic - это плагин бронирования для WordPress, предназначенный для автоматизации процесса бронирования между компаниями и клиентами.

• Ваш бизнес будет доступен для бронирования 24/7. Вы будете более доступны для своих клиентов, если сделаете свой бизнес доступным круглосуточно и без выходных. В рабочее время у клиентов нет времени на бронирование, поэтому статистика показывает, что они предпочитают бронировать вне рабочего времени. Разрешение им зарезервировать желаемое время в просматриваемом календаре будет работать для обеи...
20.12.21 18:53
0