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!
0
Boeing завершила испытания двигателя

Boeing завершила испытания двигателя

Успешные испытания открывают путь к первому беспилотному полету на орбиту.

На испытательном стенде НАСА Белые пески в Нью-Мексико компания Boeing завершила испытания двигателей, которые будут использоваться для управления космическим кораблем с семью пассажирами для полета на орбиту и обеспечения движения для системы аварийного спасения. Во время испытаний гидразиновых монотопливных двигателей, изготовленных Rocketdyne, технические специалисты использовали модуль Starl...
27.05.19 02:48
0
0
Новый китайский сверхскоростной пассажирский экспресс будет развивать скорость 600 км в час

Новый китайский сверхскоростной пассажирский экспресс будет развивать скорость 600 км в час

Это будет по-настоящему скорый поезд.

Государственная железнодорожная компания Китая создала прототип невероятно быстрого поезда на магнитной подвеске. Новый прототип, построенный China Railway Rolling Stock Corporation (CRRC), предназначен для перевозки пассажиров со скоростью 373 миль в час (600 км/ч). Китай надеется, что поезд начнет перевозку пассажиров в 2021 году. «Возьмем дорогу из Пекина в Шанхай в качестве примера - считая в...
27.05.19 02:26
0
1
Великолепная туманность Ориона на новом фото

Великолепная туманность Ориона на новом фото

Туманность в глубоком космосе или космическая сладкая вата?

Этот снимок глубокого космоса, запечатленный в спектре видимого света, рисует четкую и красочную картину великой туманности Ориона. Туманность Ориона, также известная как Messier 42 (M42), в поперечнике около 24 световых лет и является частью гораздо более крупного комплекса молекулярных облаков Ориона. Туманность расположена в Млечном Пути на расстоянии около 1350 световых лет от Земли в созвезд...
26.05.19 00:25
0
2
Исследователи обнаружили неуловимые планеты-гиганты

Исследователи обнаружили неуловимые планеты-гиганты

Астрономы считают, что планеты, подобные Юпитеру, защищают нас от космических объектов, которые в противном случае врезались бы в Землю. Теперь они стали ближе к изучению того, действуют ли планеты-гиганты в качестве стражей систем в других частях галактики.

Астрономы считают, что планеты, подобные Юпитеру, защищают нас от космических объектов, которые в противном случае врезались бы в Землю. Теперь они стали ближе к изучению того, действуют ли планеты-гиганты в качестве стражей систем в других частях галактики. Команда под руководством Калифорнийского университета в Риверсайде обнаружила две планеты размером с Юпитер на расстоянии около 150 световых...
25.05.19 16:16
0
2
ИИ Сальвадор Дали жив и делает селфи в музее Флориды

ИИ Сальвадор Дали жив и делает селфи в музее Флориды

Посетителей музея Дали в Санкт-Петербурге, штат Флорида, теперь встречает виртуально воскрешенный Сальвадор Дали.

Цифровой Дали создан с использованием машинного обучения и технологии глубокой подделки, и запрограммирован общаться с людьми: от обсуждения погоды до съемки селфи с посетителями музея. Представленный на 115-ю годовщину рождения легендарного сюрреалиста, проект называется Dali Lives. Чтобы создать это сгенерированное цифровым способом изображение Дали, алгоритм ИИ проанализировал сотни интервью, ...
13.05.19 18:32
0
4
SpaceX запустит тысячи спутников на орбиту вокруг Земли

SpaceX запустит тысячи спутников на орбиту вокруг Земли

План SpaceX по запуску тысяч спутников на орбиту вокруг Земли был одобрен Федеральной комиссией по связи США.

Аэрокосмическая компания, принадлежащая предпринимателю-миллиардеру Илону Маску, может запустить первые из того, что в конечном итоге станет супер-созвездием из почти 12 000 спутников уже в мае. Спутники Starlink обеспечат дешевый и надежный доступ к Интернету по всему миру. SpaceX получила разрешение на запуск созвездия в ноябре 2018 года. Но с тех пор изменила свои планы размещения некоторых с...
29.04.19 17:19
0
6
Обновленный робот Handle работает на складе

Обновленный робот Handle работает на складе

Компания Boston Dynamics поделилась новым видео.

Немногие технологические компании становятся вирусными, как Boston Dynamics, благодаря своим роботам, которые могут подниматься по лестнице и открывать двери. На последнем видео главным героем стал «переосмысленный» старый робот Handle. Оказывается, он отлично подходит для складирования ящиков.Робот Handle - это «робот для мобильных манипуляций, разработанный для логистики», - говорится в описании...
31.03.19 16:43
0
4
Обзор Samsung Galaxy S10

Обзор Samsung Galaxy S10

В этой статье речь пойдет об этой модели, а точнее о ее основных характеристиках и интересных свойствах функционала.

Немного остановимся на технической части характеристик. Для покупателей представлен небольшой спектр возможных цветов мобильного телефона – это перламутр, черный оникс и аквамарин. Корпус смартфона сделан из металла с добавлением стекла. Экран 6,1 пикселей, что тоже довольно неплохо. Весьма мощный процессор – целых 8 ядер. Имеется поддержка карт памяти до 512 Гб. Сама память телефона составляет це...
20.03.19 13:06
1