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
Погода помешала отправке астронавтов к МКС

Погода помешала отправке астронавтов к МКС

Плохая погода Флориды помешала планам SpaceX и старту пилотируемой миссии.

Американские астронавты Даг Херли и Роберт Бенкен прибыли на стартовую площадку на электромобиле Тесла. После поднялись на техническом лифте в стерильное помещение непосредственно перед входом в капсулу Crew Dragon. Начиная новую традицию, они расписались на стене комнаты. После этого Херли и Бенкен с опережением графика погрузились в капсулу, где техники пристегнули их в креслах и проверили кост...
27.05.20 23:49
0
0
Сегодня SpaceX запустит первую миссию с астронавтами НАСА

Сегодня SpaceX запустит первую миссию с астронавтами НАСА

Запуск назначен на 23:33 по московскому времени (20:33 по Гринвичу).

Миссия SpaceX Demo-2 готовилась 4 года и стартует сегодня, 27 мая, в 23:33 мск. Demo-2 ознаменует собой первый запуск астронавтов НАСА на коммерческом космическом корабле и первый запуск американских астронавтов на орбиту на американском транспортном средстве с территории Америки с 2011 года. Миссия взлетит с исторической стартовой площадки 39А космического центра Кеннеди. Внутри капсулы SpaceX ...
27.05.20 16:48
0
0
Virgin Orbit терпит неудачу при первом запуске ракеты

Virgin Orbit терпит неудачу при первом запуске ракеты

В понедельник компания Virgin Orbit Ричарда Брэнсона потерпела неудачу во время первого испытательного запуска новой ракеты с помощью Боинга 747 «Cosmic Girl» над Тихим океаном у побережья Южной Калифорнии.

Первый запуск начался хорошо, пока ракету не сбросили из-под левого крыла гигантского самолета, получившего название «Cosmic Girl». «Мы подтвердили чистое высвобождение от самолета. Но миссия вскоре прервалась в полете. Cosmic Girl и летная команда в безопасности и возвращаются на базу», - говорится в официальном комментарии в Twitter к запуску Virgin Orbit. Не было сообщено никаких фактов о том...
26.05.20 18:54
0
3
Астрономы сделали снимок космического огненного кольца

Астрономы сделали снимок космического огненного кольца

Астрономы сделали изображение очень редкого типа галактики, похожего на космическое огненное кольцо, существовавшего 11 миллиардов лет назад.

Круглая галактика, массой как у Млечного Пути, с отверстием посередине, и похожая на огромный пончик. Её открытие описано в журнале Nature Astronomy и призвано расшевелить теории о самом раннем образовании галактических структур и их развитии. «Это очень любопытный объект, которого мы никогда раньше не видели», - сказал ведущий исследователь Тиантиан Юань из австралийского Центра передовой астроф...
25.05.20 21:31
0
11
Технологический прогресс и его составляющие

Технологический прогресс и его составляющие

Каждый день в мире на наших глазах происходят невероятные изменения, с огромной скоростью меняются технологии, разрабатываются новые концепции и создаются устройства для их реализации.

Сейчас нашу жизнь невозможно представить без электроники, абсолютно все сферы деятельности зависят от тех или иных приборов, помогающих человеку жить, работать, исследовать и создавать. Необходимым элементом для работы даже самого простого электронного устройства является печатная плата, главной задачей которой является электрическое и механическое соединение различных электронных компонентов.&nbs...
07.04.20 21:52
0
9
Новые процессоры Intel работают на частоте 5 ГГц

Новые процессоры Intel работают на частоте 5 ГГц

Intel представила новейшее поколение процессоров для ноутбуков, которые первыми вышли за отметку 5 ГГц.

Процессоры Intel Core серии H 10-го поколения, которые раньше устанавливались только на настольных ПК, позволяют запускать более сложные игры и творческие задачи. Партия процессоров, которую Intel назвала Comet Lake-H, делится на три класса. Топовая часть линейки - Intel Core i9, которая может работать на максимальной частоте до 5,3 ГГц на своих 8 ядрах и 16 потоках. Средним диапазоном является i...
03.04.20 16:56
0
14
Futurus превратит лобовое стекло в дисплей AR

Futurus превратит лобовое стекло в дисплей AR

У экранных дисплеев есть множество потенциальных применений, но что, если все лобовое стекло автомобиля станет гигантским дисплеем смешанной реальности, способным накладывать графику и анимацию на обзор вперед и даже выступать в качестве экрана для пассажиров?

Пекинская компания Futurus считает, что автомобили ближайшего будущего будут выпускаться с поющими, танцующими лобовыми стеклами дополненной реальности, и заявляет, что готова представить технологию проекции светового поля, которая сделает это возможным на выставке CES 2020 в следующем месяце. Предлагая поле зрения до 60 градусов, разрешение 80 пикселей/градус и яркость до 15 000 нит, эти дисплеи...
14.12.19 22:32
1
8
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