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
Корабль Starship Mk1 взорвался

Корабль Starship Mk1 взорвался

Первый полноразмерный прототип космического корабля SpaceX не справился с испытанием.

Starship Mk1 из нержавеющей стали развалился во время испытания криогенного давления в среду (20 ноября) на объекте SpaceX около деревни Бока-Чика. Тестовая кампания Mk1 началась 19 ноября, когда корабль «дышал» во время первого испытания под давлением. «Теперь SpaceX сосредоточится на разработке более совершенных прототипов, а не на ремонте и повторном тестировании Mk1», - заявил основатель и ге...
21.11.19 17:29
0
0
Астрономы исследуют звезды открытого кластера NGC 330

Астрономы исследуют звезды открытого кластера NGC 330

С помощью инструмента MUSE на Очень Большом Телескопе (VLT) астрономы провели спектроскопическое исследование молодого открытого кластера NGC 330.

Расположенное на расстоянии около 196 000 световых лет в Малом Магеллановом Облаке, NGC 330 является открытым скоплением, возраст которого от 26 до 45 миллионов лет. Динамическая масса кластера около 158 000 солнечных, и предполагается, что он содержит много продуктов бинарного взаимодействия (BiPs) - объектов, на которые воздействует взаимодействие массивных звезд в двойных системах. Считается, ...
20.11.19 19:28
0
3
Ученые нашли пропавшую нейтронную звезду

Ученые нашли пропавшую нейтронную звезду

Остатки впечатляющей сверхновой были замечены астрономами университета Кардиффа.

Ученые утверждают, что нашли доказательства местоположения нейтронной звезды, которая осталась, когда массивная звезда взорвалась в сверхновую SN 1987A. На протяжении более 30 лет астрономы не могли обнаружить нейтронную звезду - коллапсирующее ядро ??гигантской звезды - так как оно было скрыто густым облаком космической пыли. Используя чрезвычайно четкие изображения, полученные с помощью телеск...
19.11.19 20:29
0
6
Хаббл заметил любопытную спиральную галактику

Хаббл заметил любопытную спиральную галактику

Вселенная настолько обширна, что трудно поддерживать чувство масштаба.

Многие галактики, которые видны через телескопы, такие как космический телескоп Хаббл, который сделал это прекрасное изображение, выглядят относительно одинаково: спиральные рукава, светящийся центр и смесь ярких пятен звездообразований с темными волнами космической пыли. Эта спиральная галактика под названием NGC 772 не стала исключением. Но у нее много общего с нашей родной галактикой, Млечным ...
17.11.19 17:20
0
6
SAMOLED - компания Samsung запатентовала новый тип дисплея

SAMOLED - компания Samsung запатентовала новый тип дисплея

Скоро мы увидим новые дисплеи в новых телефонах Galaxy.

Производитель подал заявку на сохранение исключительного права на использование названия будущих экранов - SAMOLED.Все мы ожидаем появления новых флагманов Samsung, а последние утечки говорят о том, что у них теперь будут совершенно новые дисплеи. Производитель зарезервировал в Корейском ведомстве торговое наименование SAMOLED - его не следует сравнивать и путать с Super AMOLED. В предыдущем флагм...
14.11.19 21:43
0
3
GoPro представила экшн-камеру Hero8 Black

GoPro представила экшн-камеру Hero8 Black

После короткой онлайн-тизерной кампании GoPro представила преемника прошлогоднего Hero7 Black.

Hero8 Black похвастается улучшенной стабилизацией, новой функцией Digital Lens и возможностью подключения аппаратных надстроек – Mods – к экшн-камере. Новый флагман GoPro поставляется с технологией Hypersmooth второго поколения, которая работает со всеми разрешениями и частотой кадров, и теперь включает в себя режим Boost, повышающий уровень стабилизации, а также автоматическое выравнивание гориз...
02.10.19 19:52
1
6
Samsung представила Galaxy A90 5G

Samsung представила Galaxy A90 5G

На домашнем рынке южнокорейский производитель Самсунг объявил о выпуске телефона Galaxy A90 5G.

Он создан для тех, кто живет в цифровом мире. Устройство сочетает в себе 5G-соединение с мощными функциями для потоковой передачи и обмена данными. С четвертого сентября смартфон станет доступен в Южной Корее, а через некоторое время и на других рынках.Технические спецификации гаджета:- Сеть: 5G (NSA), Sub6- Габариты: 164.8х76.4х8.4мм- Вес: 206 грамм- Экран: 6.7 дюймов / Super AMOLED / Infinity-U-...
06.09.19 08:57
0
7
Каким Samsung видит мир в 2069 году?

Каким Samsung видит мир в 2069 году?

Новый прогноз «Samsung KX50: будущее в фокусе» основан на мнении шести ведущих британских ученых и футуристов о ряде новых технологий, которые повлияют на повседневную жизнь людей.

Попытка предсказать будущее - это хитрый бизнес с крайне низким уровнем успеха. Если бы мир 2019 года был похож на прошлые прогнозы, у нас были бы летающие машины, личные реактивные ранцы, роботы-дворецкие, 100-процентная атомная энергетика, производящая безграничную энергию, маленькие бутылки с наноботами, которые могут выращивать машины на лужайке перед домом, колонии на Луне и Марс - и все это ...
01.09.19 20:58
0